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StartseiteForschung aktuellDie etwas anderen Augen24.01.2014

BiologieDie etwas anderen Augen

Neurowissenschaften. - Fangschreckenkrebse leben in Korallenriffen, also in sehr farbiger Umgebung und sind selbst ebenfalls bunt. Deshalb mag es nicht überraschen, dass sie zur Farbwahrnehmung zwölf verschiedene Arten von Sehzellen haben. Der Mensch hat verglichen damit nur drei. In der aktuellen "Science" erklären Forscher den Grund.

Von Joachim Budde

Ein junger Fangschreckenkrebs der Art Odontodactylus scyllarus. (Science/Roy L. Caldwell)
(Science/Roy L. Caldwell)
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Der Fangschreckenkrebs Haptosquilla trispinosa ist ein Schläger. Dreieinhalb Zentimeter lang, ist er ein kleiner cremefarbener Hummer mit orangen Flecken und leuchtend blauen Streifen. Statt Scheren hat Haptosquilla trispinosa zwei Prügel, mit denen er schneller zuschlägt als man gucken kann, und zwar nicht zum Spaß: Mit seinen Armen zertrümmert das Tier mühelos Muschelschalen. Der Fangschreckenkrebs lebt – wie viele seiner Verwandten – auf Korallenriffen, seine Welt ist also knallbunt. Vielleicht, so vermuten Forscher, ist das der Grund, warum sich die Augen dieser Artenordnung völlig anders entwickelt haben als im Rest des Tierreichs. 

Erstens: Anders als andere Krustentiere können sie ihre Augen bewegen – unabhängig voneinander und auf einzigartige Weise, sagt Professor Justin Marshall vom Queensland Brain Institute in Australien.

"Sie können nicht nur wie Menschen ihren Blick auf ein Objekt springen lassen. Sie haben zudem diese einmalige Fähigkeit, ein Objekt zu scannen."

Dabei bewegen sie ihren Blick ganz langsam über ein Objekt hinweg und benutzen nur einzelne Reihen der Sehzellen in ihren Facettenaugen.

"Wir Menschen haben dieses System auch erfunden, für Flachbettscanner oder zur Fernerkundung in Satelliten. Die Sensoren solcher Scanner sind auch in Reihen angeordnet und tasten ein Objekt mit einer gleichmäßigen Bewegung ab."

Die zweite Besonderheit: Die Augen der Krebse verarbeiten optische Informationen auch auf eine einmalige Weise.

"Die Tiere haben Sehzellen für bis zu 20 Kanäle; zwölf von ihnen für Farbe. Wir Menschen haben nur drei, je einen für Rot, Grün und Blau. Die Krebse können also vier Mal so viele Farbinformationen aufnehmen wie wir."

Der Neurobiologe und seine Kollegen fanden heraus, dass die Tiere trotzdem Farben offenbar schlechter auseinanderhalten können als Menschen. Im Labor brachten die Forscher den Krebsen bei, dass sie hinter Licht einer bestimmten Wellenlänge, also mit einem bestimmten Farbton, Futter fanden. Dann präsentierten sie ihnen zwei Lichter, eins mit der Farbe für Futter, ein anderes mit einem ähnlichen Farbton. Es zeigte sich, dass sich die Wellenlängen der beiden Lichter mindestens um 250 Nanometer unterscheiden müssen, damit die Krebse sie auseinanderhalten und das Futter finden können. Das entspricht dem Unterschied zwischen leuchtend Gelb und Orange. Zum Vergleich: Menschen erkennen Farbtöne, deren Wellenlängen sich gerade einmal um vier Nanometer unterscheiden.

"Die Tiere sind sehr bunt, sie benutzen also Farben zur Kommunikation. Unsere Hypothese lautet also: Augen und Gehirn verarbeiten optische Informationen ganz anders als jedes andere Tier. Darum müssen sie Objekte mit den Augen scannen statt sie nur anzuschauen."

Der Mensch erkennt Farbtöne, weil das Gehirn vergleicht, wie stark die Signale sind, die von Sehzellen der drei Typen hereinkommen. Alle Sehzellen senden ständig Informationen. Bei den Stomatopoden hingegen geben nur die Sehzellen Signale weiter, die tatsächlich Licht in ihrer Wellenlänge empfangen. Das menschliche Ohr verarbeitet Töne auf ganz ähnliche Weise. Die Fangschreckenkrebse analysieren also bereits im Auge, was sie sehen, sagt der Biologieprofessor Thomas Cronin von der University of Maryland in Baltimore County, USA.

"Wir glauben, dass diese komplizierten Augen den Krebsen das Leben erleichtern. Denn schon die Netzhaut filtert und portioniert die optischen Informationen, ehe sie ans Gehirn gehen. Das Hirn kommt also mit weniger Rechenleistung aus."

Auch ein kleines Gehirn kann auf diese Weise komplexe Informationen schnell verarbeiten. Denn der Krebs, der als erster zuschlägt, gewinnt.

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