MultiplEye Lab

Forschung

Wir interessieren uns für viele Aspekte der visuellen Systeme wirbelloser Tiere (Invertebraten) wie Spinnen und Schnecken, einschließlich ihrer Struktur, Funktion, Ökologie und Evolution. Unsere Forschung konzentriert sich auf Tiere, die den scheinbar ungewöhnlichen evolutionären Weg gegangen sind, mehr als zwei Augen zu haben. Diese mehräugigen Systeme finden sich im gesamten Lebensbaum der Tiere in einer Vielzahl von Formen. Wir wollen grundlegende Muster in der Funktion und Evolution dieser Systeme erkennen:

Gibt es spezielle Tiergattungen oder Lebensräume, in denen mehräugige Systeme besonders häufig auftreten? Welche Beziehungen bestehen zwischen Augengröße und Augenzahl? Um diese Fragen zu beantworten, verwenden wir eine Reihe von Modellsystemen und Methoden zur Untersuchung der Sehfunktion und der Evolution von mehräugigen Tieren. Unsere Forschung wird freundlicherweise unterstützt durch das Emmy Noether Programm (DFG).

Forschungsschwerpunkte

• Funktionelle Evolution des Sehens von Spinnen
  Spinnen sind Meister der visuellen Vielseitigkeit, mit bis zu vier Augenpaaren, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Unser Ziel ist es die Entwicklung des visuellen Systems der Spinnen über lange Zeiträume und wichtige ökologische Veränderungen zu rekonstruieren mit Hilfe von Röntgenaufnahmen, 3D-Rekonstruktionen, Genexpressionsstudien und phylogenetischen Methoden.

  Baudouin Gonzalez L, Harper A, McGregor AP, Sumner-Rooney L. 2022. Regulation of eye determination and regionalisation in the spider Parasteatoda tepidariorum. Cells.
   

• Extraokuläres Sehsystem der Stachelhäuter (Echinodermata)
  Wir verwenden den Schlangenstern Ophiomastix wendtii als Modellorganismus zur Untersuchung des extraokulären Sehens, d.h. das Sehen ohne Augen. Anhand von Verhaltensexperimenten, Mikroskopie, genetischen Analysen und 3D-Modellierung konnten wir zeigen, dass die Tiere in der Lage sind, kontrastreiche Regionen zu erkennen und anzuvisieren, um sich vor Fressfeinden zu schützen. Dies wird ermöglicht durch die tausenden einzelnen Photorezeptoren und Pigmentzellen, auch Chromatophoren genannt, die überall am Körper verteilt sind.

  Sumner-Rooney L, Kirwan JD, Lowe E, Ullrich-Lüter EM. 2020. Extraocular vision in a brittle star is mediated by chromatophore movement in response to ambient light. Current Biology. 30:1-9.
   

• Photorezeption, Sehvermögen und Neuroanatomie bei Weichtieren
  Weichtiere, wie Schnecken und Muscheln, haben viele verschiedene Augentypen entwickelt, darunter auch mehräugige Systeme. Käferschnecken, die zu den am einfachsten entwickelten Vertretern von Weichtieren gehören, haben große weit verzweigte Sehsysteme trotz ihrer kleinen Gehirne. Mit der Verwendung von anatomischem Modellen, Mikroskopie und Verhaltensexperimenten erforschen wir die Photorezeption und das Sehvermögen dieser rätselhaften Tiere, als auch der anderen mehräugigen Weichtiere.

  Sigwart JD, Sumner-Rooney L. 2021. Continuous and regular expansion of a distributed visual system in the eyed chiton Tonicia lebruni. Biological Bulletin.
   

• Die Evolution des Augenverlusts
  Tiere, die in dunklen Habitaten wie Höhlen, Erdlöchern und der Tiefsee leben, entwickeln häufig gleichartige Merkmale. Hierzu zählt auch der Verlust der Augen. Wir sind interessiert diesen Prozess nachzuvollziehen. Welche Indikatoren beeinflussen diesen Prozess? Wo tritt er am wahrscheinlichsten auf und gibt es gemeinsame, evolutionäre Wege zum Augenverlust?

  Sumner-Rooney L. 2018. The kingdom of the blind: disentangling fundamental drivers in the evolution of eye loss. Integrative and Comparative Biology. 58, 3:372-385.
   

• Künstliches Licht in der Nacht
  In Zusammenarbeit mit den Forschenden an der Universität Bristol untersuchen wir die gegenwärtigen und zukünftigen Auswirkungen der Lichtverschmutzung auf die Kurz- und Langstreckennavigation bei Gliederfüßern, indem wir Verhaltensexperimente, genetische Untersuchungen und Umweltbeobachtungen einsetzen.