Linsenauge
Sinn
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Basiswissen｜
Grundprinzip von Augen｜
Vorteile gegenüber Grubenauge｜
Vorteile gegenüber Lochauge｜
Graduelle Evolution｜
Fußnoten
Basiswissen
Linsenaugen in der Biologie stellen die funktionstüchtigste Form von Augen bei Tieren dar. Neben einem guten Richtungssehen können sie den Organismen auch Informationen über die Entfernung von Lichtquellen geben. Auch sind sie im Vergleich zu Lochaugen effektiver beim Sehen in schwacher Helligkeit. Das ist hier kurz vorgestellt.
Grundprinzip von Augen
Um den Sinn einer Linse in einem Auge zu verstehen, ist es hilfreich zu verstehen, warum das Sehen mit einem Auge überhaupt funktioniert. Das Grundprinzip eines Auges ist es, dass es a) im Auge verschieden Zellen gibt, die feststellen können, ob sie von Lichtteilchen getroffen wurden und b) dass es eine möglichst eindeutige Zuordnung gibt, aus welcher Richtung ein Lichtteilchen gekommen sein muss, wenn es auf eine bestimmte Sehzelle getroffen ist. Primitive Grubenaugen oder reine Diese Grundprinzip setzen sowohl Lochaugen wie auch Linsenaugen beide recht gut um. Siehe mehr dazu im Artikel 👉 sehen
Vorteile gegenüber Grubenauge
Bei einem Grubenauge kann Licht aus verschiedenen Richtungen auf eine Sehzelle fallen. Registriert eine Zelle dann einen Lichteinfall, kann daraus nicht eindeutig auf die Richtung der Lichtquelle geschlossen werden. Es gibt mehrere Möglichkeiten, aus welcher Richtung das Licht kam. Damit bleiben die Bilder im inneren Auge des Organismus auch unsicher oder unscharf. Bei einem Linsenauge hingegen gibt es nur eine Möglichkeit, oder nur einige sehr eng beieinander liegende Richtungen, aus denen das Licht auf eine bestimmte Sehzelle treffen kann. Damit können Lebewesen mit einem Linsenauge sehr viel schärfer sehen als solche mit einem 👉 Grubenauge
Vorteile gegenüber Lochauge
Sowohl Lochaugen und auch Linsenaugen ergeben beide sehr scharfe Bilder. Die Richtung, aus der Licht auf eine bestimmte Sehzelle treffen kann ist bei beiden Augentypen sehr eng begrenzt. Um aber eine hohe solche Schärfe zu erreichen, muss das Loch bei einem Lochauge sehr klein sein. Je kleiner das Loch, desto schärfer das Bild. Ein kleines Loch heißt aber auch, dass weniger Licht in das Auge einfällt. Und weniger einfallendes Licht heißt für die Sehzellen, dass sie weniger oft reagieren - oder bei größerer Dunkelheit - gar nicht mehr. Für Menschen gilt: erst wenn eine Zelle innerhalb von einer Zehntel Sekunde rund 5 bis 9 Photonen empfängt, kann sie reagieren [1]. Kommen weniger Photonen in einem solchen Zeitraum an, merkt die Zelle nichts vom einfallenden Licht. Dieses Problem löst das Linsenauge. Es sammelt mehrere Lichtstrahlen, die alle von einer gemeinsamen Richtung kommen und bündelt diese dann auf genau eine Sehzelle hin. Damit kann das Linsenauge sowohl scharfe Bilder erzeugen als auch gut bei schwachem Licht sehen. Siehe auch 👉 Lochauge
Graduelle Evolution
Die Entstehung eines Linsenauges gilt heute als ein klassisches Beispiel für eine graduell, das heißt in kleinen Schritten, ablaufende Evolution. Linsenaugen sind nicht mit einer oder nur wenigen Mutationen im Sinne von Innovationssprüngen entstanden. Sie haben sich vielmehr über viele kleine Zwischenstufen entwickelt, von denen jede eigene Zwischenstufe ein Vorteil - zumindest aber kein wirksamer Nachteil - gegenüber der vorherigen Stufe war:
Die Idee, dass die biologische Evolution nicht vorranging in großen Sprüngen, Saltationen genannt, abläuft, sondern in vielen kleinen Schritten, bezeichnet man in der Biologie als 👉 Gradualismus (Evolution)
Fußnoten
- [1] Philip Gibbs: Can a Human See a Single Photon? Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY. FAQ Seiten Physik. 1996. Online: https://www.desy.de/user/projects/Physics/Quantum/see_a_photon.html