Kurstag 8

Kurstag 8
Augen
- Bilder dazu im Skript/Buch anschauen
- Licht = elektromagnetische Strahlung zwischen 380-760nm; sehr kurze elektromagnetische
Strahlen= Gammastrahlung, lange= Radiowellen
- Faktoren die die Güte des gesehenen Bildes bestimmen:
Lichtempfindlichkeit
 optische Eigenschaften des dioptrischen (lichtbrechenden)Apparats
Auflösungsvermögen
 Dichte der Sehzellen in der Retina (Netzhaut)
Fokussieren
 Erhöhung der Brechkraft der Linse durch verdicken der Linse oder
durch Vorziehen der Linse; Cephalopoden machen aktive Fernakkomodation,
indem sie Augenbecher durch Muskeln zusammendrücken
Neuronale Bildauswertung Unterschiedliche Verschaltung
- höchstes Auflösungsvermögen nur wenn Licht nicht begrenzt; in der Dämmerung weniger
Auflösung, schlechteres Bild; grosse Augen= viel Licht kann rein= bei nachtaktiven Tieren
- Augen nur bei Coelenteraten, Anneliden, Mollusken, Arthropoden, Chordaten
Pigmentbecherocillen bei Acrania (Schädellosen)
Becher/Grubenauge z.B. Turbellaria, Mollusken
Blasenauge bei z.B. Quallen (Halitois offen) und Mollusken (Helix geschlossen)
Linsenauge bei Wirbeltieren und Cephalopoden
Kompflexaugen bei Insekten und Krebsen
- Becherauge: Vertiefung in Epidermis, keine Linse, durch Schatteneffekt des pigmentumhüllten
Bechers kann man Richtung des Lichtes bestimmen; Verkleinerung der Öffung führt zu
schärferem Bild, aber weniger Lichteintritt (altertümlicher Nautilus)
- Linsenauge: Einbau einer Linse die Licht bündelt; Linse normalerweise in Ruhe auf Entfernung
eingestellt; bei Naheinstellung schieben Knorpelfische, Amphibien und Schlangen die Linse nach
vorne, meisten Reptilien, Vögel und Säuger krümmen Linse indem Zonularmuskeln entlastet sind;
nur Knochenfische haben Linse die im Ruhezustand auf „nah“ eingestellt ist
Retina von Wirbeltieren hat getrennte Rezeptorsysteme:
skotopisches System (Stäbchen) für farbenblindes Dämmerungssehen, lichtempfindlich
photopisches System (Zäpfchen) für Farbsehen, nicht so lichtempfindlich
Mensch: Zapfen auf Fovea beschränkt; Fovea nur 0,5° gross, aber man schaut so dass sie
immer auf das angeschaute Objekt gerichtet ist; hohe Auflösung, da 7 x 10³ Zapfen über Bipolare
Zellen direkt (1:1) verschaltet sind; sonst 130 Stäbchen Auf eine Ganglienzelle
Entstehung der Linsenaugen von Cephalopoden:
Blase von Hautektoderm wölbt sich nach innen  Sehzellen entstehen auf „Ektoderm“, das
heisst, die Sehzellen sind dem Lichteinfall zugewandt (everse Retina)
Entstehung der Linsenaugen bei Wirbeltieren:
Von Ektoderm bildet sich Blase des Neuroektoderms, schliesst sich und wandert nach innen;
Blase und Ektoderm wölben sich nach innen und es entsteht Auge  die Sehzellen sind dem
Lichteinfall abgewandt (inverse Retina)
- Komplexauge: Lichtfokussieren durch viele (Libellen bis zu 30000)Linsensystemen
(Ommatidium= Einzelauge aus 8-9 Sehzellen) auf konvex gewölbte Retina
um Auflösungsvermögen zu vergrössern sollte Linsendurchmesser möglichst klein sein; aber
dann wenig Licht  besser ganzes Auge zu vergrössern
optisches Superpositionsauge = viele Einzelaugen wirken optisch zusammen (Lichtbündelung)
jede Retinula (Untereinheit der Retina) empfängt nicht nur Licht aus einem sondern vielen
Ommatidien; besseres Sehen in Dunkelheit! manche Insekten schliessen Ommatidien optisch
zusammen, indem sie die Pigmente in den äusseren Pigmentzellen nach unten rutschen
(umschalten von Appositions auf Superpositionsaugen!)
optisches Appositionsauge = Licht eines Einzelauges auf eine Retinula (normal)
- Auswertung des Bildes: Bild im Gehirn ist Interpretation des retinalen Bildes
wesentliches Prinzip ist die Laterale Hemmung der Rezeptoren
 Konturen werden hervorgehoben;
im visuellen Cortex z.B. reagieren Nervenzellen nur auf streifenförmige Reize
 Liniendedektoren
- Farbsehen:
meisten Wirbeltiere (unter Säugern v.A. Primaten) sehen Farbe
Menschen haben Rezeptoren für blau (max. Absorption bei 440), grün (535) und rot (570)
=trichromatisches System
chromophore Gruppe der Zapfensehpigmente des Menschen ist Retinal (wie auch bei Stäbchen);
Retinal ist mit Opsin verbunden, dieses unterscheidet sich je nach Art der Sehzelle (rot, grün, blau,
Stäbchen); eingehende Lichtblitze erregen das Retinal und es kapselt sich vom Opsin ab; durch
eine Kettenreaktion kommt ein Nervenimpuls zustande;
bei Rot-Grün-Blindheit fehlt entweder Gen für rotes oder grünes Opsin
- Schnitt durch die Retina bei Linsenauge (in Schichten):
Pigmentepithelzellen
 Lichtabsorption, Synthese von Retinal
Rezeptorenzellen
 Stäbchen/Zäpfchen
äussere Körnerschicht
 Kerne der Stäbchen und Zäpfchen
äussere reticuläre Schicht  Horizonalzellen für laterale Verschaltung
Innere Körnerschicht
 Bipolare Zellen (verbinden Photorezeptoren und Ganglienzellen)
Amakrine Zellen (laterale Verschaltung, z.B.Kontrastverschärfung)
Innere reticuläre Schicht  nur Verschaltung, Axone
Ganglienzellenschicht
 Ganglienzellen; Axone über optischen Nerv zum Gehirn
Optikusfaserschicht
Unterschiedliche Entstehung des Linsenauges bei Cephalopoden und Wirbeltieren:
Laterale Hemmung, wie sie funktioniert: