Dieser Fisch hat Beine - und er benutzt sie nicht nur zum Laufen.

Es ist ein Vogel! Es ist eine Krabbe! Nein, es ist ein Fisch, der mit seinen Beinen schmecken kann.

Einige Meerbarben, eine Gruppe Fische mit zwei flügelartigen Flossen und sechs krabbenartigen Beinen, verwenden ihre Beine, um im Sand zu graben und mit einem Geschmackssinn verborgene Beute zu finden, berichten Forscher in zwei am 26. September veröffentlichten Artikeln in der Zeitschrift Current Biology. Die meisten Meerbarben scheinen ihre Beine nur zum Gehen zu benutzen. Aber ein uraltes Gen, das für die Bildung von Gliedmaßen bei Menschen und anderen Tieren wichtig ist, sowie ein Gen, das am Aufbau von Geschmacksknospen beteiligt ist, haben einigen Arten geholfen, Beine mit Geschmack zu entwickeln.

"Neues entstand aus alten Teilen", sagt David Kingsley, ein Entwicklungsbiologe an der Stanford University. Ein laufender Fisch mit Geschmacksorganen an seinen Gliedmaßen mag "wirklich neu, cool und anders" aussehen, aber wenn man genauer hinsieht... sind die neuen Dinge dadurch entstanden, dass ein Werkzeugkasten vorbestehender Gene genommen wurde und auf neue Weisen eingesetzt wurden.

Nördliche Meerbarben (Prionotus carolinus) sind geschickt darin, eingegrabene Krabben oder Garnelen zu finden, um eine Mahlzeit zu ergattern. So geschickt, dass andere Fische anscheinend folgen, um von den Belohnungen zu profitieren. Frühere Studien legten nahe, dass die Beine nördlicher Meerbarben chemische Reize aufnehmen könnten, aber es war unklar, ob die Gliedmaßen etwas wahrnehmen konnten, während sie in den Meeresboden gruben.

Fische haben Geschmacksknospen in ihren Mündern, und einige Fische haben sogar Geschmacksknospen auf der Außenseite ihrer Körper, sagt Peihua Jiang, ein Neurobiologe am Monell Chemical Senses Center in Philadelphia, der nicht an der Arbeit beteiligt war. Deshalb überrascht es ihn nicht, dass nördliche Meerbarben einen äußeren Geschmackssinn haben, aber es ist "eigentlich recht erstaunlich", dass ihre Beine sensorische Organe geworden sind, sagt er. "Das ist vollkommen ein neues Merkmal [für Fische], nicht das, was wir normalerweise für die Art und Weise sehen, wie man Geschmacksinformationen erkennt oder verarbeitet."

Es ist schwierig zu definieren, was Geschmack für viele im Wasser lebende Kreaturen ist, teilweise weil einige Chemikalien leicht im Wasser diffundieren, aber es gibt auch andere aquatische Tiere, die Anhängsel verwenden, um Nahrung zu erkennen, sagt Nicholas Bellono, ein Physiologe an der Harvard University. Tintenfische zum Beispiel verwenden ihre Arme, um fettige Moleküle auf den Schalen von Beute zu erkennen (SN: 4/18/23).

Für beide Studien nutzten Kingsley, Bellono und Kollegen eine vielfältige Mischung aus Experimenten, um zu untersuchen, wie nördliche Meerbarben Nahrung ausgraben. Verhaltensversuche zeigten, dass Fische in Tanks auf den Extrakt von gekauften Miesmuscheln zusteuern, während sie mit Beinen durch den Sand sieben, die mit einer schaufelartigen Struktur enden. Nahaufnahmen zeigten kleine sensorische Hügel namens Papillen, die die Beine bedecken, wie die Geschmacksknospen, die die Zungen bedecken.

Zuerst war das Team sich nicht sicher, ob die Papillen Chemikalien auf eine Art und Weise wahrnehmen könnten, die dem Riechen oder Schmecken ähnlich ist, oder ob die Fische etwas Neues tun, sagt Corey Allard, ein Biologe an der Harvard University. "Wir fanden heraus, dass es eine Kombination ist. [Ein Meerbarbenbein] verwendet viele der gleichen Rezeptoren wie der Geschmackssinn, aber umfunktioniert und angeordnet auf eine Weise, die sehr unterschiedlich ist" von den Geschmacksknospen im Mund.

Zusätzliche genetische und physiologische Experimente ergaben, dass die Papillen berührungsempfindliche Nervenzellen und Geschmackssensoren haben, die diesen Meerbarben helfen herauszufinden, wo sie graben sollen. Die Forscher entdeckten hohe Aktivitätsniveaus eines Gens namens t1r3 - das die Anweisungen zur Herstellung eines Rezeptors enthält, der in den Geschmacksknospen von Säugetieren zur Erkennung von Süße zu finden ist - an den Spitzen jedes Beines. Darüber hinaus war ein altes Gen namens tbx3a, das die Gliedmaßenentwicklung bei vielen Tieren, einschließlich Menschen und Hühnern, vorantreibt, nicht nur für die Bildung der Meerbarbenbeine entscheidend, sondern auch für die Bildung der Papillen und das Antrieb des Grabverhaltens.

Die meisten Meerbarben, einschließlich einer nicht grabenden Art namens der gestreiften Meerbarbe (P. evolans), haben glatte, stabförmige Beine, die wahrscheinlich nicht schmecken können, entdeckte das Team. Dieser Unterschied deutet darauf hin, dass nördliche Meerbarben und ein weiterer grubenbildender Verwandter, die Leopardenmeerbarbe (P. scitulus), zu den wenigen Arten gehören, die von einer "evolutionären Innovation" profitieren, sagt Amy Herbert, eine Entwicklungsbiologin an der Stanford University.

Auch wenn die Beine technisch gesehen keine Beine sind, merkt Herbert an. Während die Fische die Anhänge zum Bewegen verwenden - was das Team dazu brachte, sie Beine zu nennen - ist ihre Position am Körper einer Meerbarbe eher vergleichbar mit Armen, die zum Laufen verwendet werden.

Ob Arme oder Beine, fragt sich Jiang, ob die Papillen an den Beinen chemische Verbindungen wahrnehmen können, die kein Essen signalisieren, sondern den Meerbarben sagen, wenn sie etwas gefunden haben, das sie vermeiden möchten. Er möchte auch wissen, ob die Geschmacksknospen in den Mäulern der Meerbarben die gleichen Geschmäcker wahrnehmen wie ihre Beine. "Wenn sie tatsächlich Nahrung finden, was ist der nächste Schritt?"