Verschiedene Augentypen Inhaltsverzeichnis Seite Das Auge des Menschen: Aufbau des Augapfels.…………………………………………………………….....1 Sehvorgang (1.) und Schutz (2.) des Auges………………………………………....2 -1.1 Wie sehen wir? -Kurzbeschreibung-………………………………...........2 -1.2 Der Sehvorgang……………………………………………………...........2 -2. Schutz des Auges…………………………………………………….........3 Die Netzhaut…………………………………………………………………………..4 Das Facettenauge………….………………………………………………………………….5 Das Lochkameraauge (Blasenauge)…………………………………………………………6 Quellen………………………………………………………………………………………7,8 Aufbau des Augapfels In der Wand des Augapfels besteht aus drei Schichten: Die weiße Lederhaut liegt im hinteren Bereich des Augapfels. An ihr setzen die äußeren Augenmuskeln an, die das Auge in der Augenhöhle bewegen. Dort wo das Licht ins Auge eintritt, befindet sich die durchsichtige Hornhaut. Sie wird ständig mit Tränenflüssigkeit befeuchtet. Die Aderhaut versorgt die anliegenden Schichten durch Blutgefäße mit Nährstoffen und Sauerstoff. Nach vorn geht die Aderhaut in den Ziliarkörper über, der der Aufhängung der Augenlinse und deren Akommodation dient. Der vorderste Abschnitt der mittleren Augenhaut ist die Regenbogenhaut (Iris). Sie bildet die Pupille und reguliert den Lichteinfall (Adaptation). Ihre Pigmentierung bestimmt die Augenfarbe. Die Netzhaut enthält die Lichtsinneszellen.(siehe S.4) Der Innenraum des Augapfels enthält den Glaskörper, die Linse und die beiden Augenkammern. (Abb. 1) Abb.1- Aufbau des Augapfels -1- Der Sehvorgang und der Schutz des Auges 1.2 Wie sehen wir? –KurzbeschreibungDamit wir „Sehen können“, muss das Licht von außen ungehindert durch das Auge bis zur Netzhaut gelangen. Die Aufgabe des Auges besteht darin, die elektromagnetischen Wellen des Lichtes in einer Form von Nervenimpulsen an das Gehirn weiter zu leiten. In unserem Gehirn entsteht dann das eigentliche Bild. 1.2 Der Sehvorgang Sehen ist im physikalischen Sinn die Umwandlung von elektromagnetischen Wellen in einen Sinneseindruck. Es handelt sich bei den sichtbaren Wellen lediglich um einen sehr kleinen Ausschnitt der elektromagnetischen Wellen, nämlich Wellenlängen zwischen 400 und 800 Nanometer (nm). Der eigentliche Sehvorgang beginnt also in der Netzhaut, wird über die Sehnerven weitergeleitet und endet in der Rinde des Hinterhaupthirns. Im Bereich der Netzhaut gibt es einen Punkt schärfsten Sehens, der Makula oder gelber Fleck genannt wird. Hier liegt die beste und genaueste, die „punktgetreue“ Weiterleitung zum Gehirn vor. Die Augen bilden jeden Gegenstand, den wir sehen unterschiedlich ab, da sie in unterschiedlichen Achsen arbeiten. Durch die Vermittlung von Gehirnanteilen in der Sehrinde im Hinterkopfbereich werden diese beiden unterschiedlichen Bilder verknüpft, so dass wir den Eindruck haben, nur ein Bild zu sehen. Durch das beidäugige Sehen wird die räumliche Wahrnehmung vermittelt. Einäugiges Sehen, das z.B. nach Verlust eines Auges eintreten kann, vermittelt nur eine flächenhafte Wahrnehmung ohne räumliches Sehen. Beim Sehvorgang, bilden die Hornhaut, das Kammerwasser, die Linse und der Glaskörper ein System lichtbrechender Medien, die als Sammelapparat die auf das Auge treffenden Lichtstrahlen vereinen und auf die Netzhaut bündeln. Das Auge lässt sich also mit einer photographischen Kamera vergleichen, wobei der lichtempfindliche Film der Netzhaut im Auge entspricht. Die Regenbogenhaut mit der erweiterbaren und verengbaren Pupille entspricht der Funktion der Blende bei der Kamera, wobei die elastische Linse normalerweise dafür verantwortlich ist, dass das Bild genau auf die am meisten mit Nervenzellen ausgestattete Stelle der Netzhaut trifft. Die Linse erzeugt dabei ein umgekehrtes, verkleinertes Bild. Das Gehirn dreht die Bilder dann in Echtzeit um. Dabei vollbringt das Gehirn Höchstleistungen, denn es vergleicht sämtliche Bilder mit bereits abgespeicherten Informationen in Sekundenbruchteilen. Sehen ist daher mehr als nur die optische Abbildung von Gegenständen auf der Netzhaut. -2- 2.Schutz des Auges Dem Schutz des Auges dienen die Tränenflüssigkeit, die Augenlider, die Wimpern und die Augenbrauen Tränen, eine salzhaltige Flüssigkeit, werden von den Tränendrüsen ausgeschieden. Die Tränendrüsen liegen oberhalb des Auges im Nasenbereich. Die Tränenflüssigkeit hält die Hornhaut feucht und schützt gleichzeitig das Auge vor Infektionen. Jeweils ein kleiner Kanal am oberen Ende des Tränenbeines, eines zur Augenhöhle führenden Knochens, nimmt die überschüssige Tränenflüssigkeit auf und führt sie in den Nasenraum, wo sie abfließen kann. An den äußeren Augenwinkeln liegt jeweils eine Tränendrüse, die den vorderen Teil des Augapfels mit ihrem salzigen Sekret feucht hält. Die Tränenflüssigkeit wird bei jedem Lidschlag über den Augapfel verteilt und spült kleine Staubteilchen und andere Fremdkörper weg. Normalerweise schließen sich die Augenlider beim Menschen etwa alle sechs Sekunden reflexartig, aber wenn Staub ins Auge gelangt, blinzelt man häufiger, und dabei wird mehr Tränenflüssigkeit gebildet. Bakterien und andere Mikroorganismen sowie kleinere Fremdkörper werden auf diese Weise ständig aus dem Auge gespült. Größere Fremdkörper lösen verstärkten Tränenfluss aus. Die Tränen können nicht mehr vollständig von den Tränenkanälen absorbiert werden und es kommt zum Abtropfen der Tränen über den Augenrand, meist zusammen mit dem Fremdkörper. Dem Schutz der Augen dienen noch weitere anatomische Strukturen, die selbst nicht zum Augapfel gehören. Am wichtigsten sind die Augenlider, zwei Hautfalten oben und unten am Auge. Sie können durch Muskeln geschlossen werden und bilden dann eine Schutzschicht gegen zu starkes Licht und mechanische Verletzungen. Die Wimpern, Reihen kurzer Haare an beiden Augenlidern, halten Staubteilchen und Insekten bei teilweise geschlossenen Augenlidern fern. An den Lidrändern liegen die Meibom-Drüsen, diese produzieren ein fettähnliches Sekret, welches die Augenlider und Wimpern geschmeidig hält. Auch die Augenbrauen dienen dem Schutz der Augen: Sie nehmen Schweiß oder Regen auf und leiten ihn ab, damit keine Flüssigkeit in die Augen läuft. -3- Die Netzhaut Die Netzhaut (auch Retina genannt) ist eine Schicht von Nervengewebe an der hinteren Innenseite des Auges von Menschen, anderen Wirbeltieren und einigen Tintenfischen. In ihr wird das auftreffende Licht, nachdem es die Hornhaut, die Linse und den Glaskörper durchquert hat, in Nervenimpulse umgewandelt. Durch das Mikroskop erkennt man auf der Netzhaut eine Schichtung, die durch abwechselnd zellkernreiche und -arme Lagen gebildet wird. Die Schichten besitzen verschiedene Zelltypen. Die Nervenzellen der Netzhaut lassen sich in drei Gruppen gliedern (Abb.2): •Die lichtempfindlichen oder fotorezeptiven Zellen (Fotorezeptoren), welche das eintreffende Licht in Nervenimpulse umwandeln. Dazu gehören die Stäbchen (für Wahrnehmung von hell und dunkel zuständig) und Zapfen (für Wahrnehmung von Farben zuständig). In der Netzhaut des Menschen gibt es ca. 125 Millionen Stäbchen und 6 Millionen Zapfen. Auf jedem Quadratmillimeter befinden sich ungefähr 140000 Sehzellen. •Die Interneurone, welche die erzeugten Impulse einer ersten Verarbeitung innerhalb der Netzhaut unterziehen (Horizontalzellen, Bipolarzellen und Amakrinen Zellen). •Die Ganglienzellen, welche die verarbeiteten Informationen an die nächste Schaltstelle außerhalb der Netzhaut weiterleiten. Abb.2- Anordnung der Nervenzellen in der Netzhaut Das Pigmentepithel versorgt die Fotorezeptoren mit Nährstoffen und hilft ihnen bei der Regeneration. Es bildet auch die Trennschicht zwischen Netzhaut und Aderhaut und dient als Schutz vor dem Eintreten von Blut aus der stark durchbluteten Grenzschicht der Aderhaut. Die Stelle des schärfsten Sehens ist der gelbe Fleck. Im Bereich des gelben Flecks besitzt die Netzhaut die größte Auflösung, wie man sie zum Beispiel beim Lesen benötigt, d.h. dort ist die größte Anzahl an Zapfen auf der Netzhaut (ca. 300000 Zapfen). Es befinden sich keine Stäbchen im gelben Fleck. Dort wo der Sehnerv im hinteren Teil des Auges anfängt, gibt es weder Stäbchen noch Zapfen, dieser Punkt wird deshalb auch blinder Fleck genannt. -4- Das Facettenauge Das Facettenauge oder auch Komplexauge genannt, kommt bei den Insekten,aber auch bei den Gliederfüßer vor. Es besteht aus mehreren, sechseckigen Einzelaugen. Dadurch, dass das Facettenauge halbkugelförmig ist, siehe Abb. 3, kann jedes Auge in eine etwas andere Richtung sehen und ermöglicht eine Rundumsicht von ca. 270°. Abb.3- Das Facettenauge (Aufbau) Jedes Einzelauge, auch genannt Ommatidium, siehe Abb. 4, besteht aus einer Chitinlinse und einem Kristallkegel, diese dienen zur Lichtbrechung und fokussieren das Licht in der Mitte des Ommatidium. Schräg einfallendes Licht erreichen die Sehzellen nicht. Unter dem Kristallkegel Abb.4- Aufgeschnittenes Ommatidium folgt ein Bündel von acht Sinneszellen, die zusammen den Sehstab des Rhabdom, siehe Abb. 4, bilden. Im Zentrum dieser Sinneszellen liegen die lichtempfindlichen Rhabdomere. Die Pigmentzellen dienen zur Abschirmung von anderen Sinneszellen; sie trennen aber auch die Ommatidien untereinander. Das Insekt setzt sich ein Bild der Umgebung aus einzelnen Bildpunkten zusammen. Je mehr Einzelaugen ein Facettenauge bilden, umso feiner und genauer wird das Bild. Die Anzahl der Ommatidien hängt von der Tierart ab, ein Ohrwurm z. B. hat nur 270 Einzelaugen, eine Libelle aber, die schnell im Flug reagieren muss, hat bis zu 28 000 Ommatidien. Das Insekt kann andere Gefahren früh genug wahrnehmen, da das Komplexauge bis zu 250 Bilder pro Sekunde unterscheidet. Das Auge des Menschen dagegen unterschiedet nur 24 Bilder pro Sekunde. Abb.5- Facettenauge einer Libelle -5- Das Lochkameraauge (Blasenauge) Definition: Das Blasenauge ist eine Weiterbildung des Grubenauges (Komplex-; Pigmentbecher-; Flach-; Gruben- und Lochkameraauge). Das Lochkameraauge hat sich, ähnlich wie das Grubenauge, bis auf ein kleines Sehloch blasenförmig gewölbt (hierher kommt auch der Name „Blasenauge“). Die Weiterbildung des Lochkameraauges ist dann das Linsenauge. Abb.6- Grubenauge Abb.7- Weiterbildung des Grubenauges (Lochkameraauge) Funktion: Das Sehloch funktioniert bei diesem Auge wie eine Blende. Es lässt feine Lichtstrahlen hindurch und produziert diese auf die Netzhaut. Dadurch ist dem Tier ein Bildsehen, wenn auch über Kopf, möglich. Allerdings gibt es hierbei einen kleinen Nachteil. Wenn das Loch sehr klein ist, ist zwar das Bild sehr scharf, jedoch fällt immer weniger Licht in das Auge. Das Tier kann also schlecht Hell- Dunkelsehen. Dafür ist jedoch das Bewegungs- und Richtungssehen voll ausgeprägt. Ein weiterer Pluspunkt ist, dass, je mehr Rezeptoren (Sinneszellen) erregt werden, man die Entfernung besser einschätzen kann. Beispiele: Das Blasenauge kommt sehr häufig bei Muscheln, Schnecken, Hohltieren und Ringelwürmern vor. Ein Beispiel dafür wäre der Nautilus. -6- Quellenverzeichnis Altenhofer, E. (03.2002) Online: http://www.faunistik.net/DETINVERT/MORPHOLOGY/LICHTSINNESORGANE/ommatid ium_aufbau01.html Zuletzt abgerufen: 10.01.2007 Aubeck, Dr. Heinz It al. (1999): „Großes farbiges Schülerlexikon“, Sonderausgabe Trautwein Lexikon – Edition, © Verlag München – 7205, S.51 Claus, Roman (1994): „Natura- Biologie für Gymnasien Band2“, Stuttgart Duden (2004): Auge und Sehvorgang, Bibliographisches Institut & F.A Brockhaus AG, Mannheim und Duden PAETEC, Berlin, Online: http://www.schuelerlexikon.de/SID/05b17a6b9ceb610a78a9478a03be281f/search.php?page= 0&anfrage=auge Zuletzt abgerufen: 14.01.2007 Frey, Hans Dieter (25.01.1998),Universität Tübingen - ZMBP – Pflanzenphysiologie, Universität Salzburg - Didaktik der Bio- und Geowissenschaften, Online: Schulversuche für Studierende des Lehramtes, Projekt 7 ; Teil 1 : Augentypen im Tierreich www.uni-tuebingen.de/abot/versuche/vers1.html Zuletzt abgerufen: 20.12.2006 Frings, Stephan, Uni Heidelberg, Abt. Molekulare Physiologie, Juni 2003 (Abb.1, S.3) Online: http://www.sinnesphysiologie.de/hvsinne/auge/reti.jpg Zuletzt abgerufen: 16.12.2006 Hedderich, Julia (2004) Online: http://freenet-homepage.de/biologie-web/evolution/krebse.htm Zuletzt abgerufen: 10.01.2007 Herder-Lexikon Biologie (1994), Spektrum Akademischer Verlag Hubel, D.H., Heidelberg (1990), „Lexikon der Neurowissenschaft:Auge und Gehirn. Neurobiologie des Sehens“ Kosmeier, D. (1998) Online: http://www.hornissenschutz.de/augen-antenne-mundwerkzeuge.htm Zuletzt abgerufen: 10.01.2007 Langer, Ziegler: "Biologie", 2001 (Springer-Verlag) Online: http://www.vobs.at/Bio/physiologie/a-augen.htm Zuletzt abgerufen: 10.01.2007 Mallot, Wiesbaden (1998) H.A.: „Sehen und die Verarbeitung visueller Information“ Michelson, Prof. Dr. Georg, Universität Erlangen-Nürnberg, e-Eyecare (2000) Anatomie und Sehfunktion des Auges – wie funktioniert das Auge- Online Journal of Ophthalmology Online: Journals of Ophthalmology http://patinfo.onjoph.com/content/master.php?ARTICLE_ID=303&JOURNAL_ID=5&CATE GORY_ID=19&VIEW=article Zuletzt abgerufen: 14.01.2007 Rohner, A. (04.2005) Online: http://www.webmuseum.ch/Natur/Bienen/bi_kopf3.cfm Zuletzt abgerufen: 10.01.2007 Röhler, R., Berlin (1995) „Sehen und Erkennen. Psychophysik des Gesichtssinnes“ Shilo, S., Frankfurt a.M (1996)“Vom Licht zur Sicht. Die Evolution des Sehens“ Online: www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/neuro/1090 Zuletzt abgerufen: 20.12.2006 Wendel, Andrea, Planet- Wissen (2006): Sehen – Aufbau und Funktion – wie sehen wir, WDR, SWR, BRalpha Online: Planet Wissen –Sehen http://www.planetwissen.de/pw/Artikel,,,,,,,ED53B22E18B1708DE0340003BA5E0905,,,,,,,,,,,,,,,.html Zuletzt abgerufen: 14.01.2007 Wikipedia Online: Wikipedia- Netzhaut/ Auge http://de.wikipedia.org/wiki/Netzhaut http://de.wikipedia.org/wiki/Auge Zuletzt abgerufen: 16.12.2006