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Ocular anatomy and retinal histology of the alpine marmot (Marmota marmota)
Juliana Maria Giselbrecht
Barbara Nell
Martin Glösmann
Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2020
Das Alpenmurmeltier (Marmota marmota) zählt innerhalb der Nagetiere (Rodentia) zur Familie der Zieselverwandten (Sciuridae) und ist im alpinen Raum Österreichs, Deutschlands und der Schweiz weit verbreitet. Sciuride Nager sind in der Regel tagaktiv und zeichnen sich im Gegensatz zu muriden Nagern durch ihren besonders gut entwickelten Sehsinn und eine für Säugetiere unübliche, zapfendominierte Netzhaut aus. Im Gegensatz zum Ziesel, dessen Augenbau und Sehsinn sehr gut erforscht sind, gibt es vom Alpenmurmeltier dazu nur spärliche Informationen aus wenigen älteren Studien. Ziel dieser Arbeit war es daher, Daten zur Anatomie und Histologie des Murmeltierauges, unter besonderer Berücksichtigung der Netzhaut, zu sammeln. Das Auge des Alpenmurmeltieres zeigte sich in zahlreichen allgemeinen Merkmalen dem des Ziesels sehr ähnlich. Lediglich in der Größe des Augapfels und im Linsendurchmesser unterscheiden sich die beiden Nagetiere merklich voneinander. Der Augapfel des Murmeltiers ist um zirka ein Viertel größer als der des Ziesels, die Linse jedoch um ein Viertel kleiner im Vergleich zum Ziesel. Bei der besonders starken Pigmentierung der bulbären Konjunktiva, des sclero-cornealen Limbus, sowie der Iris und der deutlichen Gelbfärbung der Linse könnte es sich um Anpassungen des Murmeltierauges handeln, die die Netzhaut vor der stärkeren UV-Belastung in Höhenlagen schützen. Der Sehnervenkopf, der den blinden Fleck der Netzhaut bildet, stellte sich, wie beim Ziesel, als horizontale und streifenförmige Papille dar. Er war im dorsalen Drittel der Netzhaut lokalisiert und teilte damit die Netzhaut in einen kleineren dorsalen und einen größeren ventralen Abschnitt. Damit ist die Projektion des dorsalen Gesichtsfeldes auf eine große, ventrale Netzhauthälfte möglich. Das Merkmal könnte eine generelle Anpassung der Sciuriden zur guten visuellen Wahrnehmung von Fressfeinden aus der Luft sein. Interessanterweise ist die Netzhaut dorsal der papilla nervi optici um ein Drittel dünner als ventral davon und im Bereich der Verlängerung der Sehachse. Die Netzhaut der Murmeltiere galt bislang als völlig stäbchenfrei. Diese Ansicht konnte in der vorliegenden Arbeit widerlegt werden. Mit Hilfe eines Antikörpers für Rhodopsin, dem Sehpigment der Stäbchenphotorezeptoren, wurde Rhodopsin in einer kleinen Population von Stäbchen in der sonst zapfendominierten Netzhaut des Murmeltieres nachgewiesen. Damit entspricht der Augenbau des Alpenmurmeltieres in den erfassten Merkmalen weitgehend dem des gut untersuchten Ziesels. Es müssten weitere, quantitative Studien durchgeführt werden, um beurteilen zu können, ob das Auge des Alpenmurmeltiers an die im Hochgebirge erhöhte UV-Strahlenbelastung besonders gut angepasst ist.
Diploma thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2020
The alpine marmot (Marmota marmota) is a member of the order Rodentia and the family of the Sciuridae. It is widespread in the alpine region of Austria, Germany and Switzerland. Sciurid rodents are usually diurnal and, in contrast to murid rodents, they are characterized by a particularly well-developed sense of sight and a cone-dominated retina. In contrast to the ground squirrel, whose eye structure and sense of sight are very well studied, there is only spare information on the alpine marmot from a few older studies. Therefore, the aim of this study was to collect data on the anatomy and histology of the alpine marmot's eye, with special emphasis on the retina. The eye of the alpine marmot showed many general characteristics very similar to those of the ground squirrel. Only in the size of the eyeball and in the lens diameter the two rodents differed distinctly from each other. The eyeball of the alpine marmot is about a quarter larger than that of the ground squirrel, yet the lens is a quarter smaller. The particularly strong pigmentation of the bulbar conjunctiva, the sclero-corneal limbus, as well as the iris and the distinct yellow color of the lens could be adaptations of the marmot's eye to protect the retina from the stronger UV exposure at high altitudes. As in the ground squirrel, the optic nerve head, which forms the blind spot of the retina, presented itself as a horizontal and striped papilla. It was located in the dorsal third of the retina and thus divided the retina into a smaller dorsal and a larger ventral section. This allows the projection of the dorsal visual field onto a large, ventral half of the retina. The feature could be a general adaptation of the Sciuridae for good visual perception of aerial predators. Interestingly, the retina dorsal of the optic nerve head is one third thinner than ventral in the region of the extension of the visual axis. The marmot retina was previously considered to be completely rod-free. This could be refuted in the present study. With the help of an antibody for rhodopsin, the visual pigment of the rod photoreceptors, was detected in a small population of rods in the otherwise cone-dominated retina of the marmot. In conclusion, for the examined features the eye of the alpine marmot largely corresponds to that of the well-studied ground squirrel. Further quantitative studies would have to be carried out to assess whether the alpine marmot's eye is particularly well adapted to the increased UV exposure in the high mountains.
Englisch
2020
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