Blinde Höhlenfische haben außergewöhnliche Geschmacksknospen, die mit dem Alter zunehmen, wie Untersuchungen zeigen

Im Laufe der Jahrtausende haben sich Höhlenfische weiterentwickelt und dabei ihr Augenlicht verloren, was ihnen den Spitznamen „blinde Höhlenfische“ einbrachte. Manche Höhlenfische entwickelten aber auch eine übermäßige Anzahl von Geschmacksknospen an Kopf und Kinn.

In einer neuen Studie, die jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Kommunikationsbiologiehaben Wissenschaftler der Universität von Cincinnati ermittelt, wann die Geschmacksknospen beginnen, außerhalb der Mundhöhle zu erscheinen.

Zunächst entwickelten sich blinde Höhlenfische in Höhlenteichen im Nordosten Mexikos. Im Vergleich zu ihren silbrigen Artgenossen, die in Flüssen und Bächen an der Oberfläche leben, sind sie blassrosa und fast durchsichtig. Während Höhlenfische nur sehr schwache Umrisse von Augenhöhlen aufweisen, haben die Fische an der Oberfläche riesige runde Augen, die ihnen einen ständig überraschten Ausdruck verleihen.

Trotz der vielen offensichtlichen körperlichen Unterschiede werden die beiden Fische als dieselbe Art betrachtet.

„Regression, wie etwa der Verlust des Sehvermögens oder der Pigmentierung, ist ein gut erforschtes Phänomen, aber die biologischen Grundlagen konstruktiver Merkmale sind noch weniger gut verstanden“, sagt der leitende Autor des Artikels, UC-Professor und Biologe Joshua Gross, dessen Labor sich der Erforschung der Evolution und Entwicklung von in Höhlen lebenden Wirbeltieren widmet.

Obwohl Wissenschaftler in den 1960er Jahren entdeckten, dass bestimmte Populationen blinder Höhlenfische über zusätzliche Geschmacksknospen – an Kopf und Kinn – verfügten, gab es laut Gross keine weiteren Studien zu den Entwicklungs- oder genetischen Prozessen, die dieses ungewöhnliche Merkmal erklären.

Um zu bestimmen, wann die zusätzlichen Geschmacksknospen erscheinen, untersuchten Gross und sein Forschungsteam die Art Astyanax mexicanus, darunter zwei verschiedene Höhlenfischpopulationen, die in den Pachón- und Tinaja-Höhlen im Nordwesten Mexikos leben und bekanntermaßen über die zusätzlichen Geschmacksknospen verfügen.

Das Forschungsteam stellte fest, dass die Anzahl der Geschmacksknospen von der Geburt bis zum Alter von 5 Monaten der von Oberflächenfischen ähnelt. Die Anzahl der Geschmacksknospen nimmt dann zu und sie erscheinen in kleinen Gruppen auf Kopf und Kinn, bis sie im Erwachsenenalter, etwa mit 18 Monaten, sind.

Höhlenfische können in der Natur und in Gefangenschaft deutlich länger als 18 Monate leben und die Autoren vermuten, dass sich mit zunehmendem Alter der Fische sogar noch mehr Geschmacksknospen ansammeln.

Während der Zeitpunkt des Auftretens der Geschmacksknospen bei den Höhlenfischpopulationen Pachón und Tinaja vergleichbar war, zeigten sich laut Gross einige Unterschiede in Bezug auf Dichte und Zeitpunkt der Ausbreitung. Die andere überraschende Entdeckung dieser Studie, so Gross, ist die genetische Architektur dieses Merkmals: „Trotz der Komplexität dieses Merkmals scheint es, dass mehr Geschmacksknospen am Kopf hauptsächlich von nur zwei Regionen des Genoms gesteuert werden.“

Der Anstieg korreliert mit der Zeit, in der die Höhlenfische aufhören, andere lebende Nahrung zu fressen und beginnen, andere Nahrungsquellen zu suchen, sagt Gross, wie etwa Fledermausguano. Ebenso faszinierend, sagt er, sei, dass die Ausbreitung an anderen Höhlenstandorten stattfinden könnte, an denen es keine Fledermauspopulationen gibt.

Durch die größere Anzahl an Geschmacksknospen, sagt er, hätten die Höhlenfische auch einen feineren Geschmackssinn, „was wahrscheinlich eine Anpassungseigenschaft ist.“

„Es bleibt unklar, welche genaue funktionale und adaptive Bedeutung dieses erweiterte Geschmackssystem hat“, sagt Gross. Dies veranlasste das Team dazu, neue Studien zu beginnen, die sich auf den Geschmack konzentrieren, indem die Fische verschiedenen Geschmacksrichtungen wie sauer, süß und bitter ausgesetzt werden.