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Wo sitzt die Uhr?

Fische und Vögel geben erste Indizien

Wo sitzt die innere Uhr? Auf der Suche nach der Antwort auf diese Frage machten sich die Chronobiologen nun auf die Suche nach dem Sitz unseres internen Zeitmessers. Wieder mussten unzählige Bienen, Fische, Mäuse, Hamster und Ratten dem Forscherdrang Tribut zollen.

Einer der ersten, der handfeste Ergebnisse vorweisen konnte, war Karl von Frisch. Er stellte 1911 fest, dass Fische, die im Dunkeln ihre Hautfarbe änderten, dies auch dann noch taten, wenn sie geblendet worden waren. Wenn ihnen jedoch die Zirbeldrüse entfernt worden war, unterblieb jede Reaktion auf den Einbruch der Nacht. Von Frisch zog daraus zwei Schlüsse: Neben der Netzhaut des Auges gab es vermutlich noch andere Lichtsensoren im Gehirn und die Zirbeldrüse spielte offenbar eine entscheidende Rolle für die Steuerung der biologischen Rhythmen.

Bei Spatzen hält eine Drüse im Gehirn die innere Uhr im Rhythmus. © J.M.Garg / CC-by-sa-3.0

Innere Uhr lokalisiert

Die Zirbeldrüse rückte auch in einer anderen Untersuchung in den Mittelpunkt des Interesses. In den 1960er Jahren beobachtete Michael Menaker von der Princeton Universität bei Spatzen ebenfalls Hinweise auf Photorezeptoren im Gehirn. Er engte deren vermutliche Lage zunächst bis auf den Hypothalamus, eine Region nahe der Gehirnbasis ein. Doch welche Struktur genau war der Sitz der inneren Uhr?

Den entscheidenden Durchbruch erreichte Menaker, als er feststellte, dass das Hormon Melatonin im Tagesverlauf zu- und abnahm. Gab er den Spatzen zusätzlich Melatonin, wurden deren biologische Abläufe arhythmisch. Das Melatonin, soviel wusste Menaker, wird im Vogelgehirn von der nahe dem Hypothalalmus gelegenen Zirbeldrüse, der Epiphyse, produziert. Er entfernte daher einigen Spatzen diese Drüse und tatsächlich verloren diese ebenfalls ihre innere Uhr. Pflanzte man ihnen dagegen wieder eine Zirbeldrüse ein, zeigten sie wie zuvor ausgeprägte endogene Rhythmen.

Zumindest bei Vögeln schien damit die innere Uhr lokalisiert. Die Epiphyse diente bei ihnen – und wie sich später herausstellte auch bei Reptilien – sowohl als Lichtsensor als auch als Schrittmacherzentrum. Doch was war mit den Säugetieren – und damit auch dem Menschen?

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Stand: 27.03.2002

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Die innere Uhr
Was lässt uns ticken?

Alles schwingt...
Biologische Rhythmen in der Natur

Warum gibt es biologische Uhren?
Anpassung an eine sich drehende Welt...

Das Rätsel des Heliotrops...
Woher weiß die Pflanze, wo die Sonne steht?

Stabil aber verstellbar...
Welche Eigenschaften hat die innere Uhr?

Wo sitzt die Uhr?
Fische und Vögel geben erste Indizien

Die innere Uhr bei Säugetieren
10.000 Zellen auf einem Stecknadelkopf...

Wie viele Uhren haben wir?
Die Uhr tickt in der Petrischale...

Was lässt uns ticken?
Den Uhren-Genen auf der Spur

Prinzip Rückkopplung
Wie tickt die innere Uhr?

Licht als Zeitgeber
Ein Komplex ist der Schlüssel...

Haupt- und Nebenuhren
Das Problem der Synchronisation

Wenn Schäfchenzählen nichts mehr hilft...
Dem Rätsel des Schlaf-Wach-Rhythmus auf der Spur

Schichtarbeit und Jetlag
Wie überliste ich die innere Uhr?

Lerchen und Eulen
Welcher "Chronotyp" sind Sie?

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