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Sehsinn

Sehen in zwei verschiedenen Medien: Luft und Wasser

Pinguine leben an Land und im Wasser. Ein scharfes Sehen ist in beiden Umgebungen von Vorteil: Im Wasser könnten Pinguine so ihren Feinden ausweichen und Futter finden, an Land hingegen sollten sie Stolpersteinen ausweichen können oder ihre Nester finden. Bei uns Menschen ist die Sehschärfe in diesen beiden Umgebungen unterschiedlich: Während die meisten Menschen an der Luft scharf sehen können, ist das Bild unter Wasser verschwommen, wenn wir ohne Taucherbrille tauchen. Eine unscharfe Sicht unter Wasser könnte für die Pinguine jedoch tödlich enden. Wie verhält sich also das Auge eines Pinguins in den beiden Umgebungen Wasser und Luft?


Scharfer Durchblick

Forscher haben mithilfe der Retinoskopie und Photorefraktion herausgefunden, dass Pinguine in beiden Umgebungen tatsächlich mehr oder weniger normalsichtig sind! Im Wasser geht die Brechkraft der Hornhaut (Cornea) verloren, das ist auch der Grund, warum wir Menschen unter Wasser nur verschwommen sehen können. Das Pinguinauge enthält jedoch einige Besonderheiten, die auch eine recht scharfe Sicht im Wasser ermöglichen.


Wie wurden Pinguine an das Sehen im Wasser angepasst?

Flache Hornhaut

Pinguine haben eine deutlich flachere Hornhaut im Vergleich zu uns Menschen oder flugfähigen Vögeln, sodass der Verlust der Brechkraft unter Wasser nicht ganz so stark ist. Trotzdem reicht diese Anpassung der Pinguine für ein scharfes Sehen unter Wasser nicht aus, es müssen immer noch ungefähr 30 Dioptrien (Einheit der Brechkraft) durch andere Strukturen im Auge ausgeglichen werden.

Starke Akkomodation

Die Brechkraft des Auges kann durch eine Verformung der Linse angepasst werden, diesen Vorgang nennt man Akkomodation. Wenn sich bestimmte Muskeln im Auge anspannen, wird die Linse runder. Eine runde Linse bedeutet eine hohe Brechkraft.
Allgemein ist die Linse eines Pinguins viel runder im Vergleich zu einem flugfähigen Vogel. Zusätzlich sollen der Ziliarmuskel und der Iris-Ringmuskel bei Pinguinen gut ausgebildet sein, sodass die Linse sehr rund geformt werden kann. Diese besonderen Gegebenheiten des Pinguinauges führen dazu, dass Pinguine die fehlende Brechkraft der Hornhaut mithilfe einer starken Verformung der Linse ausgleichen können und dadurch auch im Wasser relativ scharf sehen können.


Farbensehen

In einer Untersuchung der Netzhaut (Retina) des Humboldtpinguins wurden drei verschiedene Zapfen entdeckt, die jeweils von grünem, blauem oder violettem Licht (Absorptionsmaxima 403, 450 und 543 nm) angeregt werden. Die Augen der Pinguine scheinen somit für die Wahrnehmung von eher kurzwelligerem Licht ausgelegt zu sein.

Anpassung an das Leben unter Wasser

Forscher vermuten, dass das Pinguinauge an das Leben unter Wasser angepasst worden ist. Mit zunehmender Wassertiefe wird langweilliges Licht (wie beispielsweise rotes Licht) immer mehr absorbiert, das heißt, es ist dann nur noch schwach und irgendwann gar nicht mehr vorhanden. In die höheren Wassertiefen, wo die Pinguine jagen, gelangt nur kurzwelliges Licht wie grünes, blaues und violettes Licht. Aufgrund des Vorhandenseins von grünen, blauen und violetten Zapfen in der Netzhaut der Humboldtpinguine können diese ihre Beute bei der Jagd gut sehen. Mithilfe der violetten Zapfen können Pinguine auch Licht im ultravioletten Bereich wahrnehmen.


Quellen:

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Sivak, J. G., & Millodot, M. (1977). Optical performance of the penguin eye in air and water. Journal of comparative physiology, 119(3), 241-247.
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Sivak, J., Howland, H. C., & McGill-Harelstad, P. (1987). Vision of the Humboldt penguin (Spheniscus humboldti) in air and water. Proceedings of the Royal society of London. Series B. Biological sciences, 229(1257), 467-472.