Innovation:

Bionik

Mag. Silvia Stefan-Gromen

Orientierungsprofi: Fisch mit Elektro-sinn und Spezialauge

Zur Orientierung im trüben Wasser nutzen Fische oftmals die elektrische Leit-fähigkeit von Objekten. Der nachtaktive Elefantenrüsselfisch erzeugt mithilfe eines elektrischen Organs bis zu 1700 elektrische Impulse pro Sekunde. Dabei baut sich um ihn herum ein elektrisches Feld auf, das ihm je nach Leitfähigkeit der Gegenstände eine räumliche Wahrnehmung verschafft – mehr noch, er erkennt sogar die materielle Beschaffenheit seiner Umgebung. Der Elefantenrüsselfisch (Gnathonemus petersii) erreicht eine Länge von etwa 20 bis 30 Zentimetern und gehört zur Familie der Nilhechte (Mormyridae). Der Fisch ist in allen Fließgewässern Westafrikas weit verbreitet, nachtaktiv und ernährt sich hauptsächlich von Insektenlarven. Nicht nur sein „Rüssel“ ist erstaunlich – auch das Auge des kleinen Fischs ist bemerkenswert: Wissenschaftler der Universität Bonn haben neue Erkenntnisse über sein Sehvermögen gewonnen. Den echten Durchblick im trüben Gewässer verdankt der Elefantenrüsselfisch einer Spezialkonstruktion seines Auges. Denn seine Netzhaut besteht nicht wie bei anderen Fischen oder Säugetieren aus nebeneinanderliegenden Stäbchen und Zapfen, sondern aus einer sechseckigen, becherartigen Struktur. Die Wände dieser Becherstrukturen sind mit spiegelnden Guanin-Kristallen ausgekleidet. Hierdurch werden die einfallenden Lichtstrahlen reflektiert und auf dem Boden gebündelt. Die Lichtintensität wird so um ein Vielfaches verstärkt. Die lichtempfindlichen Stäbchen befinden sich beim Auge unterhalb der becherartigen Strukturen. Hierdurch kann der Fisch sehr gut Hell-dunkel-Kontraste wahrnehmen. Außerdem kann der Elefantenrüsselfisch sehr schnelle Bewegungen erkennen: Während Goldfische lediglich etwa 30 Bilder pro Sekunde verarbeiten können, schafft der Elefantenrüsselfisch bis zu 50 Bilder pro Sekunde. Somit können die Fische auch bei sehr schwachem Licht gut sehen und vor allem Fressfeinde frühzeitig erkennen.

 

Anwendungsmöglichkeiten in der Technik

Die exotische Sehtechnik des Elefantenrüsselfischauges könnte künftig zum Vorbild für technische Entwicklungen werden. Beispielsweise können Unterwasserkameras von diesem Funktionsprinzip profitieren, um bei schlechten Sichtverhältnissen größere Gegenstände zu erkennen. Spezialkameras dieser Bauart könnten für Unterwasser-Reparaturarbeiten von Ölplattformen oder in Kläranlagen eingesetzt werden. In der Medizin könnte ein solcher Sensor sogar Leben retten: Bonner Wissenschaftler haben einen Prototyp entwickelt, der Ablagerungen in Herzkranzgefäßen nach dem Prinzip der Elektroortung zuverlässig anzeigen soll.

Infos unter:www.bionik.uni-bonn.de/bionik-projekte/elektroortung/das-vorbild