Farbsehen bei Tieren

[davX]

Es ist wohl für viele Tierhalter eines der vielen Mysterien, welches ihnen unbekannt ist und Stoff für wilde Spekulationen bietet, das Sehvermögen der Tiere. Freilich können wir nicht herausfinden, wie Tiere sehen und ihre Welt wahrnehmen, aber die Grundlagen zur Wahrnehmung der Welt, welche für das Sehen durch die Augen massgebend bestimmt wird, darüber gibt es sehr wohl detailierte Informationen und diese möchte ich hier näher vorstellen.

Sicher bekannt sein dürfte, dass der Mensch im Auge Stäbchen und Zäpfchen hat. Während die Stäbchen für das Sehen bei Dämmerung und schlechtem Licht wichtig sind, sind die Zäpfchen für das Farbsehen von Bedeutung. Der Mensch besitzt bekanntlich von deren drei verschiedene Typen, der S-Typ für Blau, der M-Typ für Gelb und der L-Typ für Rot. Das ermöglicht den Menschen ein trichromatisches Farbsehen, das sie mit ihren nächsten Verwandten, den Primaten gemeinsam haben (Jacobs 2006). Die meisten Säugetierarten dagegen besitzen nur zwei verschiedene Zäpfchentypen, einen S- und einen M-Typ und besitzen daher nur ein dichromatisches Farbsehen (Grandin & Johnson 2006; Jacobs 2006). Grandin schreibt dazu, dass diese Tiere, die nur dichromatisch sehen, ein Gelbgrün und Blauviolett am besten wahrnehmen sollen. Allerdings gibt es gerade unter den Nagetieren deutliche Unterschiede bezüglich der Farbempfindlichkeit der Zäpfchen. Chávez et al. (2003) haben gezeigt, dass einige Nagetiere auf UV-Licht reagieren und entsprechend die S-Zäpfchen für Licht mit Wellenlänge von etwa 360 nm (UV-Licht) empfindlich sind, wie das z. B. Ratten, Mäuse, Hamster, Rennmäuse, Degus der Fall ist. Bei Meerschweinchen dagegen sind die S-Zäpfchen auf Licht mit Wellenlänge von etwa 400 oder 430 nm empfindlich, was einem Blauviolett entspricht. Somit nehmen die Meerschweinchen ihre Umgebung anders wahr als viele der anderen Nagetieren, der Wahrnehmungsbereich des S-Zäpfchens farblich verschoben ist. Allerdings ist bei den meisten Säugetieren, wie beim Meerschweinchen das S-Zäpfchen in einem Bereich von etwa 420 bis 450 nm (Blauviolett/Blau) und das M-Zäpfchen etwa um 500 nm (Blaugrün) am empfindlichsten (Chávez et al. 2006). Dass der Mensch drei verschiedene Zäpfchen-Typen besitzt, verdankt er Mutationen.
Während die Vorgänger der Säugetiere 4 Farbrezeptoren besassen und frühe nachtaktive Säugetierarten zwei davon einbüssten, so entwickelten die Primaten aus dem M/L-Zäpfchen wiederum einen dritten Farbrezeptor. Dieser dritte Farbrezeptor ermöglicht uns eine differenziertere Unterscheidung von Farben. Was passiert, wenn so ein Farbrezeptor fehlt, zeigt die Wahrnehmung der Farbenblinden. Sie können gewisse Farben nicht unterscheiden, die normal sehende sehr wohl unterscheiden können, weil sie in dem Farbbereich die Farben zu wenig differenziert wahrnehmen um sie unterscheiden zu können.

Sehr eindrücklich finde ich im Übrigen folgende Animation, welche das Farbsehen auf etwas andere Art und Weise erklärt:
http://www.farbenlehre.com/ultraviolett/ultraviolett.htm

Quellen:
Chávez, A.E. Bozinovic, F. Peichl, L. Palacios, A.G. (2003): Retinal spectral sensitivity, fur coloration, and urine reflectance in the genus Octodon (Rodentia): implications for visual ecology. Investigative Ophthalmology and Visual Science 44(5): 2290-2296.

Grandin, T. Johnson, C. (2006): Ich sehe die Welt wie ein frohes Tier. Eine Autistin entdeckt die Sprache der Tiere. Ullstein Verlag, Berlin.

Jacobs, G.H. (2006): Seeing in color. The evolution of trichromatic color vision. In: Macdonald, D.W. (Hrsg.) The encyclopedia of Mammals. Oxford University Press, Oxford, New York: 282-283.
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Manche Menschen sind Steine und manche sind Otter.

[Tina01]

Hallo

Der Beitrag ist sehr interessant.

Das Farbsehen bei Pferden ist schon relativ gut erforscht.

Man hat herausgefunden, dass Pferde ihre Welt überwiegend in Grautönen wahrnehmen.

2 Farben können sie jedoch angeblich deutlich erkennen: gelb und blau.

Mein eigenes Pferd ist ziemlich augenlastig, es reagiert also vor allem Reize, die es mit den Augen wahrnimmt. (Das Gegenteil davon wäre ohrenlastig, dass das Tier überwiegend auf Geräusche reagiert.)

Deshalb kann man bei ihm gut feststellen, dass es z.B. ganz ruhig an einem metallfarbenen, roten, braunen oder grünen Zaun vorbei geht. Ist der Zaun jedoch blau, reagiert es sichtlich irritiert darauf.
In der Nähe des Stalls befindet sich ein von Kindern farbenfroh bemalter Jägerzaun. An dem kann mein Pferd seit 2 Jahren nicht einfach ruhig vorbeigehen.

So sind rote Baukrane auch kein Problem, blaue jedoch schon.

Bei der Farbe Gelb bin ich mir bei meinem Pferd jedoch noch nicht ganz sicher.
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Liebe Grüsse
Simone

[davX]

Hey, hast du das Buch von Temple Grandin gelesen? Sie weist nämlich genau darauf hin in Bezug auf Nutztiere oder genauer auf Rinder/Kühe und Pferde bezieht sie sich vor allem.
Es ist extrem, worauf diese Tiere alles reagieren können und zwar auf Dinge, die uns kaum auffallen. Es liegt an ihrer anderen Wahrnehmung ihrer Umwelt. Sie sehen die Welt gemäss Grandin weniger farbenreich und vor allem mit mehr Kontraste.
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[Aida]

Das mit dem Sehvermögen ist so eine Sache. In Bücher über Katzen findet man zum Beispiel die Behauptung, die Tiere wären kurzsichtig. Wie eine Katze aber in der Lage sein soll, eine Maus zu fangen, wenn sie kurzsichtig sein soll, kann ich nicht nachvollziehen und halte manche Schlussfolgerungen daher für etwas gewagt.

Das Bild entsteht nicht nur durch Zäpfchen und Stäbchen sondern auch durch das Gehirn. Wie das Gehirn bei den einzelnen Tierarten die empfangenen Signale umsetzt, wissen wir kaum.

Der Mensch kann jedenfalls mit am besten von allen Tierarten Farben sehen. Das war früher (im Urwald) sehr nützlich, um reife Früchte von unreifen unterscheiden zu können. Ein Meeri muss nur frisches von welkem Gras unterscheiden können und wird deshalb nicht so gut im Farbensehen und sehr spezialisiert auf das sein, was wir als Grüntöne wahr nehmen. Katzen besitzen sogar eine Möglichkeit, Restlicht auszunutzen und können somit auch im Dunkeln sehen. Katzen bei Nacht ...

LG Kirstin

[Murx Pickwick]

Wer behauptet, daß ausgerechnet Katzen kurzsichtig sein sollen, hat noch nie Katzen in Hochhauswohnungen beim Fensterrausgucken beobachtet ... die meisten reagieren schon, wenn auch nur ne Taube in Flimmerhöhe vorbeifliegt, also selbst für den Menschen nur ein winziger, sich bewegender Punkt auszumachen ist!
Also wenn das Kurzsichtigkeit ist, dann heiß ich in Wirklichkeit Hans Müller Otto, der Erste!

Es gibt viele Mythen, die einfach durch unsinnige Laboruntersuchungen entstanden sind. So reagieren beispielsweise Vögel im Labor nicht auf Geruchsreize - es hieß tatsächlich noch bis in die 90er Jahre hinein, Vögel können nicht riechen, trotzdem es mehrere Freilandbeobachtungen gab, die genau das nachwiesen ... einige Greifvögel jagen auch nach Geruch! Einer der besten Riecher im Wirbeltierreich haben vermutlich die Zwergkiwis - Vögel! Wobei inzwischen auch Adler mit dem besten Riechorgan in der Diskussion sind ...
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Marx ist die Theorie
Murx ist die Praxis!

Ich habe es endlich amtlich (Mitgliedsausweis der Piratenpartei):
"Der Besitzer dieses Dokumentes ist berechtigt, sich seines Verstandes zu bedienen, Informationen zu produzieren, replizieren und konsumieren, sich frei und ohne Kontrolle zu entfalten in Privatsphäre und Öffentlichkeit.

Behinderung dieser Rechte wird geahndet durch die Piratenpartei Deutschland"

[Camie]

Hm, wenn man sich mal so durchliest, wie diese Untersuchungen gemacht werden... an "meiner" Uni wurden mal Untersuche zum räumlichen Hörvermögen von Meerschweinchen gemacht (an Meerschweinchen deshalb, weil das Ohr recht gut erreichbar ist und gut rauspräpariert werden kann).

Da werden die Tiere auf Tischen "fixiert" und mit Geräuschen aus verschiedenen Richtungen beschallt... das lebende Tier bzw. sein Kopf an den Tisch zementiert, Löcher in den Schädel gebohrt und Elektroden reingesteckt.
(Quelle: Datenbank Tierversuche, Darstellung der Richtung von Geräuschquellen im unteren Colliculus beim Meerschweinchen in einer virtuellen Hörumgebung)
Und jetzt darf sich jeder überlegen, für wie aussagekräftig er solche Tests hält.

Was ich mal selber im Praktikum machen mußte, war an Fliegenköpfen zu messen, ab wann die Fliege Einzelbilder als Bewegung wahrnimmt (also so, wie wir Menschen ein Fernsehbild von 25 fps als kontinuierlich sieht). Das geht tatsächlich recht gut, aber wenns komplizierter wird und auch noch ein Gehirn die Reize prozessiert... schon bei "meinen" Einzellern ist es schwierig genug, reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten und Artefakte auszuschließen.
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"Der Beginn aller Wissenschaften ist das Erstaunen, dass die Dinge sind, wie sie sind." - Aristoteles

[Aida]

Ich halte Ergebnisse aus Tierversuchen auch für problematisch. Ich habe es mir mal angetan, eine Doktorarbeit zu lesen, bei der man die Epilepsie des Menschen anhand von Versuchen an Ratten "untersucht" hat. Dabei wurden die Schädel der Tiere aufgebohrt, mit Klebstoff Elektroden ins Gehirn befestigt und den gefesselten Tieren dann unter Gabe verschiedener Stoffe, Stromstöße ins Gehirn verpasst. Es wurde dann beobachtet, wie stark die Tiere krampfen. Was haben Stromstöße mit epileptischen Anfällen beim Menschen zu tun und was sollen derartige "Untersuchungsergebnisse" bringen? Für die Person, die diese Experimente durchführte, hat es jedenfalls sehr viel gebracht, nämlich den Doktortitel. Er praktiziert jetzt als Humanmediziner.

Es wird immer behauptet, Tierversuche seien so wichtig für den Menschen. Wenn man aber mal dahinter schaut, bleibt nicht viel.

[abrocoma]

Huhu,

ja ich sehe das ähnlich was Behauptungen aus Büchern angeht. Allerdings ist Grandin in meinen Augen eine seltene Ausnahme. Sie nimmt die Umgebung viel detaillierter und bewusster wahr, sie nimmt die Dinge teils förmlich auseinander, bis in das kleinste Detail. Dazu - und da unterscheidet sie sich von anderen Buchautoren - stützt sie ihre Meinung auf m.E. nachvollziehbare Quellen, eigene Beobachtungen und wissenschaftliche Erkenntnisse. Ich hatte anfänglich grosse Vorbehalte, da ich glaubte, es sei so ein Tierkommunikations-Gedankenübertragungs-Hokuspokus, das dann mit haarsträubenden Behauptungen daher käme. Aber dem ist nicht so. Das Buch ist eine erfrischende Ausnahme.

[davX]

Ich habe mich in den letzten Tagen nochmals mit dem Thema Farbsehen beschäftigt, unter anderem wegen einer Aussage, dass Ratten schlecht sehen würden. Dazu kamen noch ein Hinweis über das Sehvermögen bei Kaninchen, das ich vor längerem beim Studium von Freilandstudien bei Kaninchen entdeckte.

Farbsehen - weitere Infos und Literatur

Grundsätzlich habe ich beim Durchlesen vono Jacobs und Kollegen (2003) noch ein paar interessante Anregungen bekommen. In Bezug auf Ratten, was das Verhältnis von Stäbchen (hell/dunkel Sehen) und Zäpfchen (Farbsehen) angeht. So machen bei nachtaktiven Wanderratten (Rattus norvegicus) die Zäpfchen gerade mal 1% ihrer Rezeptoren aus, bei den Kalifornischen Ziesel (Spermophilus beecheyi) dagegen sind 85% aller Photorezeptoren Zäpfchen. Ich vermute daher, dass aufgrund der geringen Anzahl Farbrezeptoren bei der Ratte das Farbsehen nur schwach ausgeprägt sein dürfte. Das soll nicht heissen, dass sie nicht farbig sehen, aber sie dürften grössere Mühe haben, Farben zu unterscheiden, sehen dagegen Kontraste viel besser, eben weil sie viele Stäbchen haben, welche wichtig sind für das Kontrastsehen, was gerade bei nachtaktiven Tieren von Vorteil sein kann.

Verhältnis von Stäbchen und Zäpfchen, Farbsehen bei Ratten
Ein weiterer interessanter Punkt ist die Verbreitung der Zäpfchen. Bei Nagetieren ist bekanntlich ein dichromatisches Farbsehen verbreitet, das heisst, sie besitzen zwei verschiedene Zäpfchen, die je einen Farbbereich abdecken. Bei den Menschen sind es dagegen 3 verschiedene Typen, was uns verhilft, dass wir Farbetöne besser unterscheiden können (siehe auch meinen ersten Beitrag zum Thema oben). Nun gibt es aber bei den Nagern grundsätzlich drei verschiedene Muster, wie diese Zäpfchen-Typen verbreitet sind: entweder treten Zäpfchen die empfindlich sind für Mittelwellenlängen (Typ M) und Kurzwellenlängen (Typ S) auf, Kurzwellenlängen (Typ S) und Ultra-Violett (Typ UV) und dann soll es noch solche geben, die nur Mittelwellenlängen-Typen aufweisen (Jacobs et al. 2003).


Farbsehen bei Meerschweinchen
Meerschweinchen besitzen gemäss Jacobs und Kollegen (2003) Zäpfchen der Typen M und S (sie sehen also kein ultraviolettes Licht). Parry und Bowmaker (2002) geben für die M-Typen an, dass sie etwa bei 530 nm am empfindlichsten seien,und die S-Typen nahe bei 400 nm (was ich allerdings schon oben erwähnt hatte). Die Stäbchen für das Hell-Dunkel-Sehen dagegen sind etwa bei 500 nm am empfindlichsten. Ebenfalls mit dem Farbsehen bei Meerschweinchen haben sich Jacobs und Deegan (1994) beschäftigt. Ich hab mir die Quelle allerdings noch nicht näher angeschaut.


Farbsehen beim Kaninchen
Wie ich schon erwähnte, hatte ich beim Kaninchen vor einer Weile eine interessante Aussage über ihr Sehvermögen entdeckt und zwar in Wallage-Drees (1989):