Ny opdagelse om fugles nethinder løser gammelt biologisk mysterium
Normalt dør nervevæv hurtigt uden ilt. Alligevel fungerer fugles nethinder – som er nogle af de mest energikrævende væv i dyreriget – helt uden ilt. Det har givet fuglene deres knivskarpe syn og evnen til at migrere i store højder.
De fleste dyr har brug for en konstant tilførsel af ilt til deres nervevæv - men ikke fugle. Et nyt studie i Nature forklarer nu, hvordan fugle kan bevare et skarpt syn uden at få tilført ilt til deres nethinder som andre dyr.
Opdagelsen vender op og ned på århundreders antagelser om øjets biologi – og kan på sigt inspirere til nye måder at behandle slagtilfælde.
Studiet er ledet af lektor Christian Damsgaard fra Institut for Biologi – Zoofysiologi ved Aarhus Universitet, og en række kolleger har bidraget, bl.a. professor Coen Elemans fra Biologisk Institut på SDU. Forskernes egen videnskabelige artikel i Nature kan findes her.
Naturens design er et paradoks
Fugles nethinder indeholder ingen blodkar, hvilket skærper synet ved at lade lyset nå fotoreceptorerne uden forhindringer. Det design har i mange år udgjort et paradoks, fordi nethinden er et af kroppens mest energikrævende væv, og det burde være ude af stand til at fungere uden en kontinuerlig iltforsyning.
Ved hjælp af avancerede fysiologiske målinger har forskerteamet nu vist, at de indre lag af nethinden udelukkende er afhængige af iltfri metabolisme – en energiproces, der normalt forbindes med kortvarig overlevelse snarere end kontinuerlig funktion.
Fundene førte til en revurdering af pecten oculi, en mystisk, kamformet struktur i fugleøjet, som historisk er blevet antaget at levere ilt til nethinden. Gennem billeddannelse, spatial transkriptomik og metaboliske analyser harforskerne vist, at pecten har en helt anden funktion: Den transporterer store mængder glukose ind i nethinden og fjerner laktat, som er et affaldsprodukt fra iltfri metabolisme.
Dermed kan fugle opretholde en nethinde uden blodkar, som både giver maksimal synsskarphed og undgår optiske forstyrrelser fra blodkar. Evolutionære data tyder på, at denne strategi opstod tidligt i den dinosaur-linje, der førte til moderne fugle.
Betydning for slagtilfælde
- Det er simpelthen så supercool at få opklaret funktionen af denne mystiske struktur, Det er pecten, der giver fx slangeørnen den ekstreme synsskarphed, der skal til for at opdage et lille, helt stille firben langt nede under den. Pecten kan også spille en afgørende rolle for fugles evne til at migrere. Det er vildt!, siger Cole Elemans.
Studiet giver et nyt perspektiv på, hvordan væv kan overleve langvarig iltmangel. Slagtilfælde indebærer både manglende ilt og ophobning af affaldsstoffer. En forståelse af hvordan fugles nethinder undgår disse problemer kan inspirere til fremtidige behandlingsstrategier.
Forud for det publicerede studie ligger otte års samarbejde mellem forskere inden for fysiologi, billeddannelse og molekylærbiologi, og Elemans siger:
- Studiet er en ægte tour de force – et smukt stykke forskning, der bygger på mange menneskers ekspertise og store indsats.
Mød forskeren
Coen Elemans er professor på Biologisk Institut og forsker bl.a. i dyrs lydproduktion.