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Tierartspezifische Unterschiede in Aufbau und Funktion des Auges
und im Sehvermögen
Der unterschiedliche Aufbau und die Funktion des Auges sind an die unterschiedlichen Lebensbedingungen der einzelnen Tierarten angepasst.
Das Sehvermögen wird von folgenden Faktoren bestimmt: Lage der Augen am Kopf, Beweglichkeit der Augen, Form der Augen, Anzahl und Art der Fotorezeptoren (Zapfen, Stäbchen), Anzahl der Nervenzellen und ihrer Verschaltungen im Gehirn.
Besonderheiten des menschlichen Auges und Sehvermögen:
Besonderheiten des menschlichen Auges: Die Augen sind nach vorne gerichtet und ihre Gesichtsfelder (ca. 150º) überschneiden sich weitgehend (100-120º) für ein gutes räumliches Sehen.
Die Verformungsfähigkeit der Linse erlaubt eine gute Akkommodation und somit scharfes Sehen von nah und fern liegenden Objekten.
Die Netzhaut ist ein neurales Gewebe im Hintergrund des Auges, deren Fotorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) durch Licht stimuliert werden. Während Stäbchen geringe Lichtintensität wahrnehmen und somit für das Sehen in Dämmerung und Dunkelheit verantwortlich sind, benötigen Zapfen eine höhere Lichtintensität für das Farbsehen bei Tageslicht.
In der Netzhaut befindet sich die Fovea centralis, der Fleck des schärfsten Sehens (bestes Bildauflösungsvermögen). Hier befinden sich dicht gepackt ausschliesslich Zapfen für das Farb- und Tagessehen und für eine hohe Bildauflösung; Das Farbsehen basiert auf 3 Zapfentypen (Zapfen sind Fotorezeptoren für das Farb- und Kontrastsehen), die jeweils bestimmte Absorptionsmaxima für Lichtphotonen besitzen. Die kombinierte unterschiedliche Stimulation der 3 Zapfentypen, ihrer nachgeschalteten Nervenzellen und die Verarbeitung dieser Informationen im Gehirn ermöglichen die Wahrnehmung und Differenzierung vieler Farben.
Ausserhalb der Fovea centralis befinden sich viele Stäbchen, die bereits bei geringer Lichtintensität stimuliert werden, und somit für das „Nachtsehen“ verantwortlich sind.
Menschen besitzen, dank der hohen Fotorezeptordichte in der Netzhaut, ein besseres Bildauflösungsvermögen als viele Tiere. Lediglich Vögel haben ein viel besseres Bildauflösungsvermögen als der Mensch, dank der 2-5fachen Fotorezeptordichte verglichen mit jener der menschlichen Netzhaut.
Besonderheiten der Augen und des Sehvermögens der Tiere:
Die meisten Säugetiere besitzen ein sogenanntes Tapetum lucidum. Dies ist eine spezielle Schichte unterhalb der Netzhaut, die eine Reflektion des einfallenden Lichtes und somit eine stärkere Stimulation der Fotorezeptoren der Netzhaut ermöglicht. Dadurch wird ein besseres Sehen in Dunkelheit erreicht.
Säugetiere (mit Ausnahme der Primaten) besitzen keine Fovea, die ausschliesslich aus Zapfen besteht, sondern eine Area centralis (auch visual streak genannt), die mehrheitlich aus Zapfen besteht, aber auch Stäbchen enthält. Die Bildauflösung der Area centralis ist somit geringer als jene der Fovea centralis des Menschen und einiger Vögel.
Einzelne Tierarten haben unterschiedliche Farbwahrnehmungen, da sich das Sehvermögen im Laufe der Evolution an die unterschiedlichen Lebensbedingungen angepasst hat. Diese Unterschiede beruhen auf der unterschiedlichen Anzahl verschiedener Fotorezeptortypen und deren Absorptionsmaxima im Wellenlängenspektrum.
Die meisten Säugetiere besitzen zwei verschiedene Zapfentypen, der Mensch und einige Primaten drei.
Vögel sowie manche Reptilien und viele Fische haben vier Zapfentypen, und zusätzlich besitzen die Zapfen eine Art „Farbfilter“. Daher können diese Tierarten einerseits im UV-Lichtbereich und andererseits viel differenzierter Farben wahrnehmen als der Mensch und die meisten Säugetiere.
Lebensbedingungen: Fluchttiere
Die seitlich liegende Augen ermöglichen ein weites Blickfeld (Panoramasicht) von nahezu 360º auf Kosten eines schlechten räumlichen Sehvermögens; Je nach Position des Kopfes überschneiden sich die beiden Gesichtsfelder mehr oder weniger; das beste räumliche Sehen wird bei angehobenem Kopf erreicht.
Besonderheiten bei Huftieren (Pferde, Wiederkäuer, Kamele): die querovale Form der Pupille trägt zur Panoramasicht bei, da die Öffnung, durch die das Licht eines Objektes auf die Netzhaut fällt, durch die querovale Form grösser ist.
Lebensbedingungen: Jäger
Die nach vorne gerichtete Augen (ähnlich wie beim Menschen) ermöglichen ein gutes räumliches Sehen.
Besonderheiten des Katzenauges: schlitzförmige Pupille ermöglicht extreme Anpassung an unterschiedliche Lichtintensität.
Lebensraum je nach Vogelart: Luft, Wasser, Tag-/Nachtaktivität, Jäger/Beute.
Vögel besitzen in Relation zu Ihrer Körpergrösse viel grössere Augen als die Säugetiere. Die Augen sind tief in der Augenhöhle eingebettet, sodass nur ein kleiner Teil des Auges von aussen sichtbar ist. Aufgrund der schlecht ausgebildeten Augen-
muskulatur sind die Augen der Vögel kaum beweglich.
Bei Vögeln die als Beute dienen, sind die Augen seitlich angeordnet, wodurch ein grosses Gesichtsfeld auf Kosten eines geringeren räumlichen Sehvermögens erreicht wird. Bei jagenden Vögeln sitzen die Augen eher frontal und ermöglichen ein gutes räumliches Sehen. Das kleinere Gesichtsfeld wird durch eine extreme Kopfrotation ausgeglichen. Die Augen nachtaktiver Vögel sind lichtempfindlicher (gutes Sehen bei Dunkelheit), besitzen jedoch eine geringere Sehschärfe im Vergleich zu Augen von tagaktiven Vögeln, welche ein oder zwei Foveae (Stelle des schärfsten Sehens) in der Netzhaut besitzen, da diese Vögel auf eine sehr gute Sehschärfe angewiesen sind, um kleine Beutetiere aus grosser Entfernung zu erkennen.
Vögel haben ein besseres Farbsehen als der Mensch und viele Säugetiere, da sie vier Farbrezeptoren besitzen (der Mensch nur drei, die meisten Säugetiere nur zwei), wobei einer davon bei einigen Vogelarten als UV-Rezeptor ausgebildet ist und diesen Vögeln das Sehen von UV-Licht ermöglicht. Auch das Bildauflösungsvermögen (Sehschärfe) ist bei vielen Vögeln wesentlich besser als das des Menschen oder anderer Tierarten.
Vögel haben eine sehr leicht formbare Linse, die aus einem Linsenkörper und einem weichen ringförmigen Linsenkissen (engl. annular pad) besteht. Zwei Muskeln im Ziliarkörper bewirken eine Verschiebung und Verkrümmung der weichen Linse und bei einigen Vogelarten auch eine Verkrümmung der Hornhaut, wodurch eine viel grössere Akkommodationsbreite möglich ist als beim Menschen und anderen Tierarten.
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