Das menschliche Auge kann sich anpassen, um Objekte in gedämpftem Licht zu erkennen. Andere Tierarten können im Dunkeln besser sehen. Die Menge an Lumen pro Quadratmeter (Lux) vergleicht das von den Tieren benötigte Licht, um zu sehen. Menschen können in 1 Lux-Beleuchtung sehen, was die Augen nachts wahrnehmen können.
Tiere mit ausgezeichneter Nachtsicht
Hauskatze
Katzen können nur 0.125 Lux oder ein Achtel dessen sehen, was Menschen brauchen. Katzen haben eine elliptische Pupille, die sich bei Tageslicht zu einem Spalt verjüngt und nachts sehr breit wird, um die Beleuchtung zu erhöhen. Ihre großen Linsen helfen, mehr Licht zu sammeln. Die Augen einer Katze leuchten, wenn das Licht durch die Netzhaut fällt und zurückspringt. Daher wird das Licht zweimal absorbiert.
Tarsiers
Tarsiers leben in südostasiatischen Bäumen und haben große Augen, die fast den ganzen Kopf des Tieres bedecken. Tarsiers können in Lichterniveaus so niedrig wie 0.001 Lux sehen. Ihre großen Augen lassen mehr Licht herein und die Pupille reguliert das Volumen, das in das Auge eintritt. Die Netzhaut dieses Tieres ähnelt einer Katze mit 300,000-Stäbchen pro Quadratmillimeter.
Mistkäfer
Mistkäfer können in Lichtstärken von 0.001 bis 0.0001 Lux fliegen, um nach frischem Mist zu suchen, der zu Bällen rollt. Die Käfer fliegen zu verschiedenen Tages- und Nachtzeiten. Nachtkäfer sehen 85 mal besser als Tagskäfer. Ihre zusammengesetzten Augen sind in Abschnitte unterteilt, die Ommatidien genannt werden. Nachtkäfer benutzen doppelt so viele Ommatidien wie Käfer, die am Abend fliegen.
Soziale Schweißbiene
Die soziale Schweißbiene kann in der 0.00063 lux Beleuchtung sehen und sich bewegen. Die Augen der Biene enthalten spezialisierte Neuronen, die Ommatidien gruppieren, und wiederum wird eine Sammlung von Signalen an das Gehirn gesendet, wodurch ein Bild heller wird. Diese Biene benötigt eine starke Nachtsicht, um nächtliche Blüten für Nektar und Pollen zu sehen und in ihr Nest zurückzufliegen.
Zimmermann Biene
Im westlichen Ghats in Indien gelegen, kann die Holzbiene in hellen Mengen von 0.000063 lux sehen. Die Biene kann in mondlosen Nächten fliegen. Carpenter Bienen haben ungewöhnlich große Öffnungen in ihren Ommatidien, die mehr Licht ernten können. Es wird auch angenommen, dass Ommatidia-Gruppierungen zur Nachtsicht der Biene beitragen, die eine der empfindlichsten ist.
Amerikanische Schabe
Die amerikanische Kakerlake reagiert auf Photonen, um nachts zu sehen. In den Ommatidien gefundene lichtempfindliche Zellen können auf weniger als ein Photon pro Sekunde reagieren. Im Vergleich dazu ermöglichen es 100-Photonen, die auf einmal eintreffen, einem menschlichen Auge, ein Objekt zu erkennen. Die amerikanische Kakerlake hat Photorezeptoren, die zwischen 16,000 und 28,000 liegen, die zusammen in schwachem Licht für ein klareres Bild sammeln, nach einer Studie von Matti Weckstrom in 2014.
Nachtsicht in Farbe
Die meisten Tiere können Farbe in der Dunkelheit sehen, während Menschen nur verschiedene Grautöne sehen können. Studien zeigen, dass nachtaktive Tiere Farbe in der Dunkelheit sehen müssen, während sie Nahrung und Unterkunft suchen. Manche Tiere finden auch nachts Partner. Der Elefantenschwärmer ist das erste Tier mit farbiger Nachtsicht in Experimenten von Almut Kelber in 2002. Ihre Augen haben große Linsen, die den Abstand zu ihren Farbrezeptoren verkürzen, um Licht zu erkennen.
Wenn die Dämmerung hereinbricht und die Welt sich langsam zur Ruhe begibt, kommen sie aus ihren Höhlen und Löchern: Die Geschöpfe der Nacht.
Sie können lautlos durch die Luft fliegen oder leise durchs Gebüsch schleichen. Dass es dunkel ist, macht ihnen nichts aus. Wenn die Sinnesorgane tagaktiver Wesen langsam versagen, kommen die Augen und Ohren der nächtlichen Kreaturen erst so richtig in Schwung. Ihr Jagdrevier ist die Dunkelheit. Mit ihren besonderen Sinnesorganen finden sie gerade nachts reichlich Beute.
Auf uns Menschen wirken nachtaktive Tiere gleichermaßen faszinierend wie bedrohlich.
Ihre „magischen“ Sinne bilden die Grundlage für zahlreiche Mythen und Geschichten über die Kreaturen der Nacht…
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Heike Graf
Stand: 23.07.2000
Diese Frage stellt sich der beste Freund von Hund und Katze seit langem. Inzwischen sieht man hier ein wenig klarer. Lange Zeit glaubte man, Tiere sähen die Welt nur in Schwarz-Weiss. Heute weiss man, dass das falsch ist. Nicht nur das Farbensehen ist unter den Tieren weit verbreitet - je nach Spezies kann ihr Sehvermögen auch wesentlich besser sein als bei uns. Die Sehschärfe ist von Tierart zu Tierart verschieden. Sie variiert je nach dem Umfeld, in dem die Tiere leben, mit welcher Geschwindigkeit sie sich fortbewegen, welche Beute sie jagen oder vor welchen Raubtieren sie fliehen müssen. |
Um die Unterschiede zwischen den verschiedenen Tierarten zu verstehen, nehmen wir das menschliche Auge als Anhaltspunkt. Es zeichnet sich durch ein besonders gutes allgemeines Sehvermögen aus, das sich an praktisch alle Situationen an Land anzupassen vermag (unter Wasser kann sich unsere Linse nicht ausreichend verformen, um zu akkommodieren, wir sehen unscharf). Mit seiner Schärfen-, Auflösungs-, Kontrast- und Bewegungsempfindlichkeit, ist es für Nah-, Weit- und Nachtsicht gleichermassen geeignet. Diese Vielseitigkeit ist typisch für das menschliche Auge. Die Kehrseite der Medaille ist, dass es sich nicht durch eine herausragende Leistung in einem einzelnen Bereich auszeichnet, wie dies bei den Tieren der Fall ist.
Die Nachtsicht
Für den Menschen gilt «Bei Nacht sind alle Katzen grau», und auch Formen sind für ihn nachts schwerer zu erkennen. Der Grund: Es funktionieren nur die Stäbchen, die lichtempfindlichen Zellen der Netzhaut. Letztere benötigen nur sehr wenig Licht um zu reagieren und sorgen so dafür, dass wir nachts sehen können – im Gegensatz zu den Zapfen, die für Farben und Details zuständig sind.
Im Vergleich zum Menschen kann der Hund bei Nacht ausgezeichnet sehen. Einerseits deshalb, weil seine Netzhaut sehr viel mehr Stäbchen als die des Menschen enthält, andererseits, weil seine Pupille in der Lage ist, sich sehr weit zu stellen. So sieht er auch noch bei sehr schwachem Licht.
Schliesslich besitzt er eine reflektierende Membran hinter der Netzhaut, das so genannte tapetum lucidum, welches ihm erlaubt, auch noch das geringste Bisschen Licht zu nutzen. Diese Einrichtung lässt die Augen von Hunden (und anderen Tieren) in der Nacht aufleuchten, wenn sie mit einer Lichtquelle angestrahlt werden.
Je stärker das Leben eines Tieres durch Nachtaktivität bestimmt ist, umso grösser ist die Anzahl der Stäbchen in der Netzhaut gegenüber den Zapfen. Bei ausschliesslich nachtaktiven Tieren, wie Käuzchen oder Uhus, ist die Pupille rund und gross und sehr stark erweiterbar, wodurch das Auge in der Nacht so viel Licht wie möglich aufnehmen kann. Ausserdem ist sie geschlitzt, so dass sie leichter geschlossen werden kann, als eine runde Pupille.
Umstrittene Ergebnisse
Wie kam man zu diesen Schlüssen? Einerseits untersuchte man Verhaltensänderungen der Tiere, andererseits führte man spektrophotometrische Untersuchungen der von der Netzhaut aufgenommenen Strahlungen durch. Doch da es keine konkrete Bestätigung gibt, gelten die so gewonnenen Ergebnisse als umstritten.
Die verschiedenen Theorien sind sich zumindest in einem Punkt einig: Das Auge eines Säugetiers ist dem des Menschen insgesamt sehr ähnlich. Die Spitzmaus und das Eichhörnchen besitzen wie der Mensch ein perfekt trichromatisches Sehen, das heisst, ihr Auge reagiert auf Blau, Grün und Rot (s. Kasten). Maus und Ratte können sehr gut bei Nacht sehen, besitzen aber nur eine schlechte Farbwahrnehmung. Kaninchen haben Schwierigkeiten, bestimmte Farben zu erkennen, können dagegen leicht zwischen Blau und Grün unterscheiden. Das Pferd kann einige Farben (Gelb und Grün) besser erkennen als andere (Blau und Rot), aber auch bestimmte Nuancen (Hell und Dunkel). Schliesslich können Rinder angeblich kein Rot sehen. Stiere werden also nicht von der Farbe des roten Tuchs angezogen, sondern von der Wedelbewegung vor ihrem Auge.
| Hunde können Gelb, Rottöne und Orange nicht erkennen, ebenso wie Blau. Ihre Farbpalette bewegt sich also im Grünbereich. Sie sind übrigens auch leicht weitsichtig: auf 25 cm sehen sie etwas verschwommen, so dass sie Schwierigkeiten haben, ein unbewegliches Objekt direkt vor ihrer Nase zu erkennen. Ihre Sehschärfe ist hier sechs Mal geringer als die eines durchschnittlichen Menschen. Dafür haben sie andere Vorteile: Ein Schäferhund kann die Bewegung seines Herrchens noch in 1,5 km Entfernung erkennen. Ausserdem haben sie eine bessere periphere Sicht als wir, was unter anderem durch die seitliche Position ihrer Augen bedingt ist. |
Katzen sehen dichromatisch: Untersuchungen ihrer Netzhaut haben gezeigt, dass sie zwei Arten von Zapfen enthalten, von denen die einen auf Blau, die anderen auf Grün reagieren. Eine Katze kann Rot also nicht erkennen.
Ihr Auge ist an ihre Aktivität als Nachtjäger angepasst: Stäbchen liegen in grosser Menge vor. In völliger Dunkelheit können sie zwar nichts sehen, aber schon das Sternenlicht reicht ihnen aus, um auf die Jagd zu gehen und Tiere zu erbeuten. Um ihr sehr empfindliches Auge zu schützen, schliesst sich die Pupille bei vollem Lichteinfall zu einem schmalen Schlitz. Insgesamt sind die Augen einer Katze sehr gut an das Nachtsehen angepasst, tagsüber dafür aber nicht besonders leistungsfähig. Sie akkommodieren nur schlecht und bilden Objekte nicht besonders genau ab.
Im Gegensatz zu dem der Katze, ist das Auge des Adlers auf das Aufspüren von Beute bei Tag und auf grosse Entfernung abgestimmt. Seine Netzhaut muss ihm ein sehr genaues Bild eines entfernt gelegenen Objekts vermitteln. Sein Augapfel ist relativ gross und seine Netzhaut enthält mehr Zapfen als Stäbchen. Der Adler kann daher bei Tag ausgezeichnet sehen; hier kann er schnell und leicht akkommodieren. Sobald jedoch das Licht schwächer wird, fällt seine Sehkraft rapide ab. Er kann daher nur zwischen Sonnenauf- und Sonnenuntergang auf die Jagd gehen. Ein weiteres Beispiel: Der Hase. Für ihn hat das Nahsehen nur wenig Sinn. Da er jedoch ein potenzielles Opfer für Land- und Luftraubtiere ist, benötigt er eine sehr gute Rundumsicht. Sein Sichtfeld beträgt daher 360°. Auch wenn er nicht scharf sieht, kann sein Auge sehr genau erkennen, aus welcher Richtung eine Bewegung kommt. So kann er sehr schnell in seinen Bau flüchten. Das Gleiche gilt für die meisten Nagetiere.
Dieselbe Blume von Meschen und von einer Biene gesehen. Bienen nehmen die Wellenlängen das Rot nicht wahr, erkennen jedoch die Wellenlänge des Ultraviolett, das unserem Auge entgeht. | Bei Insekten gibt es zwei Arten von Sehzellen: Ozellen oder Einfachaugen, die auf Lichtintensität reagieren, und Facettenaugen, die eine grosse Anzahl von lichtempfindlichen Zellen enthalten (8000 bei der Biene). Sie ermöglichen es dem Nervenzentrum des Insekts, ein Bild aus den von den Facettenaugen übermittelten Informationen zusammen zu setzen. Ein Facettenauge überträgt 200 Bilder pro Sekunde, während das menschliche Auge etwa 24 Bilder pro Sekunde wahrnimmt. Die Sensibilität von Facettenaugen variiert je nach Tierart. |
Bei den Wirbeltieren sehen die Fische angeblich alle Farben, von Rot bis Violett, inklusive Ultraviolett, aber sie besitzen keine gute Nachtsicht, mit Ausnahme des Zanders. Manche Raubfische, so wie die Forelle, haben ein Sichtfeld von 180° Grad.Bei den Reptilien weiss man, dass eine Schildkröte Blau, Grün und Orange unterscheiden kann. Die Eidechse erkennt Gelb, Rot, Grün und Blau.
Vögel schliesslich haben eine sehr hoch entwickelte Farbwahrnehmung und scheinen ihr Verhalten auch eher auf die Farbe, als auf die Form und Bewegung abzustimmen.
Das Licht der Sonne umfasst ein Spektrum, das von Infrarot bis Ultraviolett reicht. Das menschliche Auge kann nur einen Teil des Lichts zwischen Rot und Violett wahrnehmen. So erkennt er zum Beispiel kein Ultraviolett, es wird von Hornhaut und Netzhaut herausgefiltert. Doch einige Tiere, wie zum Beispiel Langusten, Goldfische und Forellen, Bienen, Schildkröten, Schwalben und Tauben, können es erkennen. |
Am anderen Ende des Lichtspektrums sind die Infrarotstrahlen für den Menschen unsichtbar, doch die durch Infrarotstrahlung ausgelöste Wärme, die von ihren Beutetieren ausgeht, kann von manchen Schlangenarten wahrgenommen werden.
Die vier Elemente des Sehvermögens
Die Farbwahrnehmung
Beim Menschen ist sie durch das Vorhandensein von drei Arten von Zäpfchen in der Netzhaut möglich, die grün-, blau- oder rotempfindlich sind. In manchen Fällen sind eine oder mehrere Arten dieser Zäpfchen nur mangelhaft ausgebildet. Die häufigste Form, die Rot-Grün-Blindheit, führt zu Verwechslungen zwischen Grün und Rot. Bei der ausgeprägtesten Form der Farbenblindheit besteht überhaupt keine Farbwahrnehmung, es wird also alles nur in Graustufen von Schwarz bis Weiss gesehen. Einige Tiere sind mit mehr Zäpfchen ausgestattet: Manche Vögel besitzen vier Arten, einige Schmetterlinge fünf und der Mantarochen sogar 30.
Die Bewegungswahrnehmung
Sie ist abhängig vom Gehalt an Photorezeptoren (Lichtrezeptoren) in der Netzhaut und ihrer Beständigkeit während des Sehvorgangs. Die meisten Tiere können Bewegungen sehr gut wahrnehmen, weil dies für sie überlebenswichtig ist – entweder, um sich vor einem Raubtier zu schützen oder um eine Beute zu jagen. Die Beutejäger schnappen nach Nahrung, die sich bewegt, würden aber neben einem toten Tier verhungern.
Das Sichtfeld
Hier handelt es sich um den sichtbaren Teil des Raumes bei Nichtbewegung des Auges. Bei Wirbeltieren ist das Sichtfeld recht konstant: Sein Durchschnittswert beträgt 170°. Beim Menschen liegt das Sichtfeld bei 200°, 180° beim Falken, 287° bei der Katze und 360° beim Kaninchen.
Die Position der Augen eines Hundes ermöglicht den Tieren ein grösseres seitliches Sichtfeld. Sie sehen deshalb mehr als wir. | Sie wird durch das Sichtfeld, durch die Bewegung des Augapfels und des Kopfes möglich. Dennoch gibt es Tiere, deren Raumwahrnehmung anders funktioniert: Sie sind mit einem Sonar ausgestattet, der es ihnen erlaubt, Schallwellen zu «sehen» – hierzu gehören die Fledermäuse. |