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Das Sehen bei Tieren |
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Wie sehen Tiere die Welt? Ähnlich wie wir?
Diese Frage stellt sich der beste Freund von
Hund und Katze seit langem. Inzwischen
sieht man hier ein wenig klarer.
Lange Zeit glaubte man, Tiere sähen die Welt nur in
Schwarz-Weiss. Heute weiss man, dass das falsch ist. Nicht
nur das Farbensehen ist unter den Tieren weit verbreitet - je
nach Spezies kann ihr Sehvermögen auch wesentlich
besser sein als bei uns.
Die Sehschärfe ist von Tierart zu Tierart verschieden. Sie
variiert je nach dem Umfeld, in dem die Tiere leben, mit
welcher Geschwindigkeit sie sich fortbewegen, welche Beute
sie jagen oder vor welchen Raubtieren sie fliehen müssen. |
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Um die Unterschiede zwischen den verschiedenen
Tierarten zu verstehen, nehmen wir das menschliche Auge
als Anhaltspunkt. Es zeichnet sich durch ein besonders
gutes allgemeines Sehvermögen aus, das sich an praktisch
alle Situationen an Land anzupassen vermag (unter Wasser
kann sich unsere Linse nicht ausreichend verformen, um zu
akkommodieren, wir sehen unscharf). Mit seiner Schärfen-,
Auflösungs-, Kontrast- und Bewegungsempfindlichkeit, ist
es für Nah-, Weit- und Nachtsicht gleichermassen geeignet.
Diese Vielseitigkeit ist typisch für das menschliche Auge.
Die Kehrseite der Medaille ist, dass es sich nicht durch eine
herausragende Leistung in einem einzelnen Bereich
auszeichnet, wie dies bei den Tieren der Fall ist.
Die Nachtsicht
Für den Menschen gilt «Bei Nacht sind alle Katzen grau»,
und auch Formen sind für ihn nachts schwerer zu erkennen.
Der Grund: Es funktionieren nur die Stäbchen, die
lichtempfindlichen Zellen der Netzhaut. Letztere benötigen
nur sehr wenig Licht um zu reagieren und sorgen so dafür,
dass wir nachts sehen können – im Gegensatz zu den
Zapfen, die für Farben und Details zuständig sind.
Im Vergleich zum Menschen kann der Hund bei Nacht
ausgezeichnet sehen. Einerseits deshalb, weil seine Netzhaut
sehr viel mehr Stäbchen als die des Menschen enthält, andererseits,
weil seine Pupille in der Lage ist, sich sehr weit zu
stellen. So sieht er auch noch bei sehr schwachem Licht.
Schliesslich besitzt er eine reflektierende Membran hinter der
Netzhaut, das so genannte tapetum lucidum, welches ihm
erlaubt, auch noch das geringste Bisschen Licht zu nutzen.
Diese Einrichtung lässt die Augen von Hunden (und anderen
Tieren) in der Nacht aufleuchten, wenn sie mit einer
Lichtquelle angestrahlt werden.
Je stärker das Leben eines
Tieres durch Nachtaktivität
bestimmt ist, umso grösser
ist die Anzahl der Stäbchen in
der Netzhaut gegenüber den
Zapfen. Bei ausschliesslich
nachtaktiven Tieren, wie
Käuzchen oder Uhus, ist die
Pupille rund und gross und sehr stark erweiterbar,
wodurch das Auge in der Nacht so viel Licht wie möglich
aufnehmen kann. Ausserdem ist sie geschlitzt, so dass sie
leichter geschlossen werden kann, als eine runde Pupille.
Umstrittene Ergebnisse
Wie kam man zu diesen Schlüssen? Einerseits untersuchte
man Verhaltensänderungen der Tiere, andererseits führte
man spektrophotometrische Untersuchungen der von der
Netzhaut aufgenommenen Strahlungen durch. Doch da es
keine konkrete Bestätigung gibt, gelten die so gewonnenen
Ergebnisse als umstritten.
Die verschiedenen Theorien sind sich zumindest in
einem Punkt einig: Das Auge eines Säugetiers ist dem
des Menschen insgesamt sehr ähnlich. Die Spitzmaus
und das Eichhörnchen besitzen wie der Mensch ein
perfekt trichromatisches Sehen, das heisst, ihr Auge
reagiert auf Blau, Grün und Rot (s. Kasten). Maus und
Ratte können sehr gut bei Nacht sehen, besitzen aber
nur eine schlechte Farbwahrnehmung. Kaninchen haben
Schwierigkeiten, bestimmte Farben zu erkennen,
können dagegen leicht zwischen Blau und Grün unterscheiden.
Das Pferd kann einige Farben (Gelb und Grün)
besser erkennen als andere (Blau und Rot), aber auch
bestimmte Nuancen (Hell und Dunkel). Schliesslich
können Rinder angeblich kein Rot sehen. Stiere werden
also nicht von der Farbe des roten Tuchs angezogen,
sondern von der Wedelbewegung vor ihrem Auge.
Hunde, Katzen usw.
Hunde können Gelb, Rottöne und Orange nicht erkennen,
ebenso wie Blau. Ihre Farbpalette bewegt sich also im
Grünbereich. Sie sind übrigens auch leicht weitsichtig: auf
25 cm sehen sie etwas verschwommen, so dass sie
Schwierigkeiten haben, ein unbewegliches Objekt direkt vor
ihrer Nase zu erkennen. Ihre Sehschärfe ist hier sechs Mal
geringer als die eines durchschnittlichen Menschen. Dafür
haben sie andere Vorteile: Ein Schäferhund kann die
Bewegung seines Herrchens noch in 1,5 km Entfernung
erkennen. Ausserdem haben sie eine bessere periphere Sicht
als wir, was unter anderem durch die seitliche Position ihrer
Augen bedingt ist.
Katzen sehen dichromatisch: Untersuchungen
ihrer Netzhaut haben gezeigt,
dass sie zwei Arten von Zapfen enthalten,
von denen die einen auf Blau, die
anderen auf Grün reagieren. Eine Katze
kann Rot also nicht erkennen.
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| Dämmerung und Nacht |
Starkes Licht |
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Ihr Auge ist an ihre Aktivität als
Nachtjäger angepasst: Stäbchen liegen
in grosser Menge vor. In völliger
Dunkelheit können sie zwar nichts
sehen, aber schon das Sternenlicht
reicht ihnen aus, um auf die Jagd zu
gehen und Tiere zu erbeuten. Um ihr
sehr empfindliches Auge zu schützen, schliesst sich die
Pupille bei vollem Lichteinfall zu einem schmalen Schlitz.
Insgesamt sind die Augen einer Katze sehr gut an das
Nachtsehen angepasst, tagsüber dafür aber nicht besonders
leistungsfähig. Sie akkommodieren nur schlecht und
bilden Objekte nicht besonders genau ab.
Im Gegensatz zu dem der Katze, ist das Auge des Adlers auf
das Aufspüren von Beute bei Tag und auf grosse Entfernung
abgestimmt. Seine Netzhaut muss ihm ein sehr genaues
Bild eines entfernt gelegenen Objekts vermitteln. Sein
Augapfel ist relativ gross und seine Netzhaut enthält mehr
Zapfen als Stäbchen. Der Adler kann daher bei Tag ausgezeichnet
sehen; hier kann er schnell und leicht akkommodieren.
Sobald jedoch das Licht schwächer wird, fällt
seine Sehkraft rapide ab. Er kann daher nur zwischen
Sonnenauf- und Sonnenuntergang auf die Jagd gehen.
Ein weiteres Beispiel: Der Hase. Für ihn hat das Nahsehen nur wenig Sinn. Da er jedoch ein
potenzielles Opfer für Land- und
Luftraubtiere ist, benötigt er eine
sehr gute Rundumsicht. Sein
Sichtfeld beträgt daher 360°. Auch
wenn er nicht scharf sieht, kann sein
Auge sehr genau erkennen, aus
welcher Richtung eine Bewegung
kommt. So kann er sehr schnell in
seinen Bau flüchten. Das Gleiche gilt
für die meisten Nagetiere. |
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Was sonst noch wissenswert ist
Bei Insekten gibt es zwei Arten von Sehzellen: Ozellen
oder Einfachaugen, die auf Lichtintensität reagieren, und
Facettenaugen, die eine grosse Anzahl von lichtempfindlichen
Zellen enthalten (8000 bei der Biene). Sie
ermöglichen es dem Nervenzentrum des Insekts, ein Bild
aus den von den Facettenaugen übermittelten Informationen
zusammen zu setzen. Ein Facettenauge überträgt
200 Bilder pro Sekunde, während das menschliche Auge
etwa 24 Bilder pro Sekunde wahrnimmt. Die Sensibilität
von Facettenaugen variiert je nach Tierart.
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| Dieselbe Blume von Meschen
und von einer Biene gesehen.
Bienen nehmen die Wellenlängen
das Rot nicht wahr,
erkennen jedoch die Wellenlänge
des Ultraviolett, das
unserem Auge entgeht. |
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Bei den Wirbeltieren sehen die Fische angeblich alle
Farben, von Rot bis Violett, inklusive Ultraviolett, aber sie
besitzen keine gute Nachtsicht, mit Ausnahme des
Zanders. Manche Raubfische, so wie die Forelle, haben
ein Sichtfeld von 180° Grad.Bei den Reptilien weiss man, dass eine Schildkröte Blau,
Grün und Orange unterscheiden kann. Die Eidechse
erkennt Gelb, Rot, Grün und Blau.
Vögel schliesslich haben eine sehr hoch entwickelte Farbwahrnehmung
und scheinen ihr Verhalten auch eher auf
die Farbe, als auf die Form und Bewegung abzustimmen. |
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Das Lichtspektrum
Das Licht der Sonne umfasst ein Spektrum, das von Infrarot
bis Ultraviolett reicht. Das menschliche Auge kann nur einen
Teil des Lichts zwischen Rot und Violett wahrnehmen.
So erkennt er zum Beispiel kein Ultraviolett, es wird von
Hornhaut und Netzhaut herausgefiltert. Doch einige Tiere,
wie zum Beispiel Langusten, Goldfische und Forellen,
Bienen, Schildkröten, Schwalben und Tauben, können es
erkennen. Am anderen Ende des Lichtspektrums sind die
Infrarotstrahlen für den Menschen unsichtbar, doch die
durch Infrarotstrahlung ausgelöste Wärme, die von ihren
Beutetieren ausgeht, kann von manchen Schlangenarten
wahrgenommen werden. |
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Die vier Elemente des Sehvermögens
Die Farbwahrnehmung. Beim Menschen ist sie durch das Vorhandensein von drei
Arten von Zäpfchen in der Netzhaut möglich, die grün-,
blau- oder rotempfindlich sind. In manchen Fällen sind eine
oder mehrere Arten dieser Zäpfchen nur mangelhaft
ausgebildet. Die häufigste Form, die Rot-Grün-Blindheit,
führt zu Verwechslungen zwischen Grün und Rot. Bei der
ausgeprägtesten Form der Farbenblindheit besteht überhaupt
keine Farbwahrnehmung, es wird also alles nur in
Graustufen von Schwarz bis Weiss gesehen. Einige Tiere
sind mit mehr Zäpfchen ausgestattet: Manche Vögel besitzen
vier Arten, einige Schmetterlinge fünf und der
Mantarochen sogar 30. |
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Die Bewegungswahrnehmung
Sie ist abhängig vom Gehalt an Photorezeptoren
(Lichtrezeptoren) in der Netzhaut und ihrer Beständigkeit
während des Sehvorgangs. Die meisten Tiere können
Bewegungen sehr gut wahrnehmen, weil dies für sie
überlebenswichtig ist – entweder, um sich vor einem
Raubtier zu schützen oder um eine Beute zu jagen. Die
Beutejäger schnappen nach Nahrung, die sich bewegt,
würden aber neben einem toten Tier verhungern.
Das Sichtfeld
Hier handelt es sich um den sichtbaren Teil des Raumes
bei Nichtbewegung des Auges. Bei Wirbeltieren ist das
Sichtfeld recht konstant: Sein Durchschnittswert beträgt
170°. Beim Menschen liegt das Sichtfeld bei 200°, 180°
beim Falken, 287° bei der Katze und 360° beim Kaninchen.
Die Raumwahrnehmung
Sie wird durch das Sichtfeld, durch die Bewegung des
Augapfels und des Kopfes möglich. Dennoch gibt es
Tiere, deren Raumwahrnehmung anders funktioniert:
Sie sind mit einem Sonar ausgestattet, der es ihnen
erlaubt, Schallwellen zu «sehen» – hierzu gehören die
Fledermäuse. |
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| Die Position der Augen eines Hundes ermöglicht den Tieren ein grösseres seitliches Sichtfeld. Sie sehen deshalb mehr als wir. |
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