Auge

Der Augapfel ist der wichtigste Teil des Auges. In der Mitte des Augapfels befindet sich die Pupille und rundherum die Iris. Die Augenlider mit den Wimpern schützen das Auge vor Staub und Bakterien. Die Augenbrauen leiten das Regenwasser und den Körperschweiß vom Auge ab.

Das Auge ist das wichtigste Sinnesorgan der Menschen. Es ist verantwortlich für die Unterscheidung von Farben, Orientierung im Raum, Formen, Bewegungen, Geschwindigkeiten und Distanzen sowie für das Erkennen von Menschen und komplexen Situationen.

Das Licht fällt durch die klare Hornhaut in das Auge, tritt durch die Pupille und gelangt über die Augenlinse und den Glaskörper auf die Netzhaut. Dort wird es in Nervensignale umgewandelt, die über den Sehnerv zum Gehirn geleitet. Man kann das Auge mit einem Fotoapparat vergleichen: über das Objektiv (Augenlinse), das mittels Autofokus (Akkommodation) auf die richtige Entfernung einstellt und die Pupille, die den Lichteinfall regelt, gelangt das Licht auf den Film (Netzhaut).

Farbsehen bedeutet, die elektromagnetischen Wellen (des Lichts) der verschiedenen Wellenlängen in ihrer Intensität zu unterscheiden. Im ganzen Tierreich ist diese Fähigkeit verbreitet. Das menschliche Auge besitzt an Sinneszellen zur Wahrnehmung von Licht etwa 120 Millionen Stäbchen zur Hell-Dunkelwahrnehmung und 6 Millionen Zapfen zum Sehen von Farben. Farben sehen kann man allerdings erst, wenn es hell genug ist.

Das Auge besteht aus 3 Häuten. Die 3 Häute des Auges sind: Äußere Augenhaut (mit Lederhaut und Hornhaut), die mittlere Augenhaut (Aderhaut, Regenbogenhaut und Strahlenkörper) und die innere Augenhaut (Netzhaut).

und 3 Räumen: die vordere  Augenkammer ( begrenzt von Hornhaut, der Iris und der Linse), die ringförmig um die Linse liegende hintere Augenkammer und das Augeninnere, das den Glaskörper enthält.

Augen und Sehsinn verschiedener Organismen

Bei den verschiedenen Tieren sind die Augen oft sehr unterschiedlich, im Aufbau wie in der Funktionalität. Die Anforderungen der Leistungsfähigkeit der Augen wird dem jeweiligen Organismus angepasst. Manche Tiere benötigen visuelle Eindrücke kaum, sie müssen nur grobe Unterscheidungen haben, wie Hell und Dunkel oder Kontrast- und Bewegungsmuster. Andere Lebewesen, wie Fledermäuse sind fast blind- sie verlassen sich nur auf ihr Gehör.

Manche Tiere sind auf eine kontrastreiche Bildwahrnehmung angewiesen und somit auf die Qualität der Fähigkeit, Helligkeitsunterschiede sehr gut wahrzunehmen. Hier ist die Sehschärfe ein sehr starker Faktor, diese ist sehr unterschiedlich bei Tag, Dämmerung oder Nacht. Andere Lebewesen brauchen weniger das kontrastreiches Sehen, sondern ein großes Gesichtsfeld (Fluchttiere müssen Raubtiere um sich herumwahrnehmen können)oder eine Farbwahrnehmungen in verschieden Wellenlängenbereichen (z.B. Bienen).

Die Leistungsfähigkeit des Sehsinns und die Komplexität der Augen steigt mit den Anforderungen der jeweiligen Lebensformen an die Qualität der visuellen Orientierung. 

Evolution des Auges

Wissenschaftler schätzen, dass sich die Augen der Lebewesen und die verschiedensten Bauweisen in der Evolution ungefähr 40 Mal verändert haben. Wie bei Tintenfischen als auch bei Säugetieren  (Mäuse) spielt das Pax-6-Gen eine Rolle bei der Entwicklung der Augen. Eine ähnliche Funktion hat auch das homologe Gen „eyeless“ bei Fruchtfliegen. Daher schließt man daraus, dass diese Augentypen einen gemeinsamen Ursprung haben. Die ersten Augen gab es auch schon vor 505 Millionen Jahren im Erdzeitalter Kambrium, dies belegen Funde von Fossilien.

Sehschärfe

Die Fähigkeit Konturen und Muster der Außenwelt zu erkennen, nennt man die sogenannte Sehschärfe. Die Qualität ist abhängig von

  • der Auflösungsfähigkeit des Augapfels
  • Hornhaut, Kammerwasser, Linse und Glaskörper, die die der Abbildung auf der Netzhaut brechen und so die Qualität bestimmt wird
  • der Umgebung indem das Objekt sich befindet. (Kontrast, Farbe, Helligkeit)
  • der Form des Objekts, denn die Netzhaut und das zentrale Nervensystem können bestimmte Formen (horizontale und vertikale Geraden, rechte Winkel) besser Aufnehmen als das Auflösungsvermögen des Augenapfels es allein könnte.

Wie weit Tiere sehen können oder Gesichtsfelder unterschiedlicher Organismen:

  • Fliegen fast 360° (Facettenaugen)
  • Frosch 330°
  • Turmfalke300°
  • Krokodil290°
  • Mensch175°
  • Schleiereule160°
  • Schnecken(Napf- und Lochaugen) etwa 100° bis 200°
  • Quallenund Würmer (Flachaugen) 100° bis 180°

Farbsehen
Das Farbsehen ist die Fähigkeit, dass das Auge elektromagnetische Wellen verschiedener Wellenlängen unterscheiden kann. Im ganzen Tierreich gibt es diese Fähigkeit. Die Unterschiede liegen im Absorptionsspektrum der wahrgenommenen und unterscheidbaren Wellenlängen. Zum Farbsehhen muss das Wahrnehmungssystem 2 verschiedene Typen von Lichtrezeptoren besitzen, damit sie die Zusammensetzungen des Lichts erkennen können.

Bauformen von Augen

Hautlichtsinn
Passive, optische Systeme  funktionieren als lichtempfindliche Sinneszellen auf der Außenhaut. Die Umgebung kann dadurch nur hell oder dunkel erkannt werden. Hier spricht man vom Hautlichtsinn.

Facettenaugen
Facettenaugen sind viele Einzelaugen, jedes dieser Einzelaugen haben acht Sinneszellen. Jedes Auge macht ein Bild und setzt sich dann als Gesamtbild zusammen. Die Einzelaugen können zwischen der Anzahl von 100 bis zu einigen Zehntausend. Die Auflösung ist besser als bei einem Linsenauge, aber es ist umso schneller (bei Insekten ca. 250 Bilder pro Sekunde). Deswegen haben Insekten eine schnellere Reaktion als andere Tiere.

Facettenauge kommen bei Insekten vor, sie liefern ein rasterartiges Bild, aber keine mehrfachen Bilder.

Spiegelaugen

Bei der Kammmuschel wird das Bild durch Hohlspiegel erzeugt, die hinter der Netzhaut angeordnet sind. Die Linse, die direkt vor der Netzhaut liegt, dient der optischen Korrektur des stark verzerrten Spiegelbildes. Die Spiegel sind nach dem Prinzip von reflektierenden Glasplatten gebaut.  Weitere Tiere mit Spiegelaugen sind:Tiefseekrebs, Hummer und Languste. Hier hat sich anscheinend die Form durchgesetzt, die sich weniger auf die Bildqualität konzentriert als auf die Lichtausbeute.

Photorezeptor bei Einzellern

Sogar der Einzeller Euglena hat einen Fotorezeptor zur Hell-Dunkel-Wahrnehmung. Das ermöglicht der Zelle, sich zum Licht hin zu bewegen.

Lichtsinneszellen
Regenwürmer besitzt am Körperende verstreut einzelne Lichtsinneszellen.

Flachauge
Es gibt bei Quallen und Seesterne nebeneinander liegende Lichtzellen, die innen an eine Schicht aus Pigmentzellen anschließen können. In solchen Flachaugen kann die Konzentrierung der Sinneszellen, die Hell-Dunkel-Wahrnehmung verbessert werden.

Pigmentbecherauge
Bei diesem Typ von Augen sind die Sehzellen vom Licht abgewandt in einem Becher aus lichtundurchlässigen Pigmentzellen. Das Licht kann nur durch die Öffnung des Bechers eindringen, um die Sehzellen zu stimulieren. Neben der Helligkeit kann auch die Einfallsrichtung des Lichts bestimmt werden, da immer nur ein kleiner Teil der Sehzellen gereizt wird. Zum Beispiel haben Strudelwürmer und Schnecken so einen Augentyp.

Grubenauge
Beim Grubenauge sind die Sehzellen dem Licht zugewandt und in den Gruben ist ein Sekret gefüllt. Die Sehzellen bilden in den Gruben eine Zellschicht, die innen an eine Schicht von Pigmentzellen anschließt. Es ist also eine Weiterentwicklung des Flachauges.

Lochauge und Blasenauge
Sind eine Weiterentwicklung der Grubenaugen und funktionieren nach dem Prinzip der Lochkamera. Aus der Grube wird eine blasenförmige Einstülpung, die Öffnung verengt sich zu einem kleinen Loch und der Hohlraum ist vollständig mit Sekret gefüllt. Durch die erhöhte Anzahl der Sehzellen in einem Sehzellenepithel (Netzhaut) ist nun auch Bildsehen möglich. Abhängig von der Anzahl der erregten Sehzellen ist die Schärfe.

Ocellen

Ocellen sind kleinere Augen, die sich häufig auf der Stirnmitte befinden und sehr verschieden aufgebaut sein können. Bei einfachen Ocellen handelt es sich um Grubenaugen. Besonders leistungsfähige Ocellen besitzen eine Linse oder, wie bei den Spinnentieren, auch einen Glaskörper, es handelt sich also um kleine Linsenaugen.

Linsenauge 

Das Linsenauge hat noch keinen komplizierten Aufbau, den die Wirbeltieraugen haben. Es besteht nur aus einer Linse, Pigmentzellen und Retina. Ein Beispiel hierfür ist das Linsenauge der Würfelqualle. Zudem schauen die Augen an den vier Sinneskörpern am Schirmrand der Qualle in den Schirm hinein. Dennoch kann sie damit gut genug sehen, um Rudern auszuweichen, an denen sie sich verletzen könnte. Die Augen der Tintenfische und der Wirbeltiere ist zwar ähnlich, aber sind durch die Evolution in der Funktionsweise anders. Bei der Embryonalen Entwicklung sieht man dies sehr stark, denn bei Wirbeltieren durch eine Ausstülpung der Zellen entwickelt, die später das Gehirn bilden, entsteht das Auge der Weichtiere durch eine Einstülpung der äußeren Zellschicht, die später die Haut bildet.

Wirbeltierauge


Wirbeltieraugen sind sehr empfindliche und teilweise hoch entwickelte Sinnesorgane. In den Hohlräumen des Schädels sitzen die Augen, die von Muskel-, Fett- und Bindegewebspolster geschützt sind. Durch die Augenlider werden die Augen von Schädigung durch Fremdkörper und andere äußere Einwirkungen schützen, daher gibt es den Lidschutzreflex. Die Hornhaut schützt mit der Tränenflüssigkeit das Austrocknen der Augen. Auch die Wimpern dienen dem Schutz vor Fremdkörpern, Staub und kleineren Partikeln.

Das Sehorgan der Wirbeltiere kann in drei Untereinheiten gegliedert werden:

  • den Augapfel -Bulbus oder Ophthalmos,
  • die Anhangsorgane des Auges und
  • dieSehbahn.

Quellen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Auge

bochum.de/spomedial/content/e866/e2442/e8554/e8574/e8581/e8588/index_ger.html

http://vmrz0100.vm.ruhr-uni-bochum.de/spomedial/content/e866/e2442/e8554/e8574/e8581/e8588/index_ger.html

http://www.dma.ufg.ac.at/app/link/Grundlagen%3AAllgemeine/module/16457?step=2

Text: Pichler Michaela, 1FGA, HLTW21; 2014 und Fleck Janine, 3FGA, HLTW21, 2014

 
Auge-Mitteregger

Auge-Mitteregger

Auge

Wenn du den Text über das Auge genau durchgelesen hast, kannst du die Fragen bestimmt beantworten!

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Diese Website verwendet Akismet, um Spam zu reduzieren. Erfahre mehr darüber, wie deine Kommentardaten verarbeitet werden.