Augen Anatomie und Funktion bei Tieren

Das Auge ist ein komplexes und empfindliches Organ. Es hat viele funktionelle Teile, die alle zusammenarbeiten, um das Sehen möglich zu machen. Obwohl viele der Teile bei verschiedenen Arten gleich sind, haben Tiere bestimmte Anpassungen entwickelt, die ihren Bedürfnissen am besten entsprechen.

Augenanatomie

Das Auge hat drei Hauptschichten: die äußere faserige Tunika, die mittlere vaskuläre Tunika und die innere nervöse Tunika. Die Namen sind Hinweise auf ihre grundlegenden Strukturen und Funktionen, aber ein genauerer Blick auf die Komponenten jeder Schicht wird das Verständnis des Mechanismus des Sehens viel einfacher machen.

Faserige Tunika:

Die faserige Tunika ist die äußerste Schicht des Auges. Ein undurchsichtiges (nicht transparentes) Netzwerk von Kollagen (Faserprotein) und elastischen Fasern, die "Sklera" genannt werden, bedeckt die hinteren (hinteren) drei Viertel des Auges. Die Sklera ist zäh und etwas dehnbar, wie ein dicker Ballon, gefüllt mit dem gallertartigen Inhalt des Auges. Der Rest der faserigen Tunika, das vordere (vordere) Viertel des Auges, ist eine klare Struktur, die "Hornhaut" genannt wird. Es besteht aus extrem dünnen Zellschichten, die so angeordnet sind, dass die Hornhaut transparent ist. Eine normale Hornhaut lässt Licht in das Auge eindringen.

Vaskuläre Tunika:

Die Gefäßtunika ist, wie der Name schon sagt, ein Netzwerk von Blutgefäßen, die den Geweben des Auges Sauerstoff und Nährstoffe zuführen. Der tatsächliche Bereich, in dem sich dieses Netzwerk befindet, befindet sich unterhalb des Teils, der von der Sklera bedeckt ist und wird als "Choroid" bezeichnet. Anterior zur Aderhaut ist eine kreisförmige Struktur, die "Ziliarkörper" genannt wird. Der Ziliarkörper hat Muskeln, die auf die sogenannten "Zonules" wirken, die die Linse in der richtigen Position halten. Die Bänder sind aufgrund der Wirkung der Ziliarmuskeln entweder straff oder entspannt. Die Spannung an den Bändern verändert die Form der Linse in Abhängigkeit von der Entfernung des betrachteten Objekts. Dieser Vorgang wird als "Akkommodation" bezeichnet und wird im folgenden Abschnitt näher erläutert. Die Iris ist der farbige Teil des Auges. An seiner Position vor dem Ziliarkörper ist es der vorderste Teil der Gefäßtunika und teilt den vorderen Teil des Auges in zwei Kammern, die vordere und die hintere,. Die Öffnung in der Mitte der Iris wird als "Pupille" bezeichnet, die als das dunkle Zentrum des Auges erscheint. Die Iris erweitert oder verengt die Pupille, um die Lichtmenge zu regulieren, die in das Auge eintritt. Bei hellem Licht wird die Pupille klein sein, aber bei schwachem Licht wird die Pupille sehr groß sein, um so viel Licht wie möglich einzulassen.

Illustration der Anatomie des Auges

Nervöse Tunika:

Die nervöse Tunika ist eine Schicht von Photorezeptorzellen, die "Retina" genannt wird. Diese Zellen können Licht in elektrochemische Signale umwandeln, die an das Nervensystem übertragen werden. Es gibt eine ungefähr kreisförmige Öffnung, wo der Sehnerv und die Blutgefäße austreten, die "Papille" genannt wird. Häufig wird die Papille als "toter Fleck" bezeichnet, da dort keine Photorezeptorzellen vorhanden sind, so dass an dieser Position tatsächlich keine Bilder wahrgenommen werden können. Es gibt zwei Arten von Photorezeptorzellen, die verschiedene Funktionen ausführen und nach der Form der Zelle benannt sind. Dies sind die Stäbchen und Zapfen. Die Stäbchen sind sehr lichtempfindlich, weshalb sie bei nachtaktiven Arten am häufigsten vorkommen. Die Zapfen brauchen helles Licht und sie sind für eine scharfe Bilderzeugung und Farbwahrnehmung. Haussäugetiere haben meist Stäbchen und können Farben nicht gut unterscheiden. Einige Reptilien und die meisten Vögel können jedoch Farbe sehen, da sie viele Zapfen haben. Auf der Rückseite der Netzhaut befindet sich eine zentral gelegene Vertiefung. Es wird "Fovea centralis" genannt und ist bei größeren Tieren viel ausgeprägter. Um die Fovea herum ist ein leicht erhabener Ring von Zellen, die "Makula lutea" genannt. Da das meiste Licht auf diesen Bereich fokussiert ist, ist die Konzentration der Photorezeptorzellen stark erhöht. Der vordere Rand der Netzhaut ist nicht sichtbar und enthält keine Photorezeptoren, da das Licht nicht mit dieser Oberfläche in Kontakt kommt. Eine Linie namens "Ora Serrata" grenzt die Trennung zwischen der visuellen und nicht-visuellen Netzhaut ab. Dieser Name wurde angegeben, da die Linie in Menschen gezackt oder gezackt erscheint. Bei Haustieren ist die Teilung jedoch nicht gezackt und wird manchmal als "ora ciliaris retinae" bezeichnet. Meistens wird der Begriff "ora serrata" immer noch verwendet, um die Struktur sowohl bei Tieren als auch bei Menschen zu beschreiben.

Der Mechanismus des Sehens

Die für das klare Sehen am meisten verantwortliche Komponente des Auges ist die Linse. Die Linse ist nicht wirklich ein Teil einer der Schichten des Auges, aber sie ist am engsten mit den Komponenten der Gefäßweste verbunden. Die Aufhängeseile des Ziliarkörpers halten ihn in einer Position unmittelbar hinter der Iris. Es ist eine weiche, transparente, kugelförmige Struktur und seine konvexe Form bringt Bilder in kritischen Fokus auf die Netzhaut. Wenn die Ziliarmuskeln entspannt sind, sind die Bänder gespannt und die Linse ist länglich. So kann das Tier weit entfernte Dinge sehen. Die Kontraktion der Ziliarmuskeln lockert die Bänder, wodurch die Linse runder wird und das Tier sich auf Nahaufnahmen konzentrieren kann. Der Vorgang, die Form der Linse zu ändern, um Dinge zu sehen, wenn sie näher kommen, wird "Akkommodation" genannt. Wenn die Linse nicht in der Lage wäre, sich anzupassen, wäre das Tier nur in der Lage, Dinge zu sehen, die sich in einer gewissen Entfernung befanden. Die Unterbringung ist daher eine sehr wichtige und nützliche Funktion der Linse. Menschliche Augen haben einen hohen Grad an Unterkunft, Katzen und Hunde viel weniger, und Rinder haben kaum etwas. Die Linse teilt das Auge auch in zwei verschiedene Fächer.Der Bereich hinter der Linse, und ist mit einer gelatinösen Flüssigkeit namens "Glaskörper" gefüllt. Der vordere Teil, der anschließend in die vordere und hintere Kammer unterteilt wird, ist der gesamte Raum vor der Linse. Es ist mit einer wässrigen Flüssigkeit gefüllt, die man "Kammerwasser" nennt. Diese Medien helfen, das Licht auf die Rückseite der Netzhaut zu richten, aber noch wichtiger, sie zirkulieren Nährstoffe und entfernen Abfälle aus Geweben, die nicht in direktem Kontakt mit Blutgefäßen stehen. Der Druck des Glaskörpers hält auch die Form des Augapfels aufrecht.

Wenn Licht in das Auge eintritt, passiert es zuerst die transparente Hornhaut. Seine Kugelform fokussiert das Licht durch die Pupille zur Linse. Die Linse und der Glaskörper fokussieren dann das Licht, um zu konvergieren und sich an einem Punkt auf der Retina zu kreuzen. Dieser Übergang bewirkt, dass das auf der Netzhaut erzeugte Bild eine umgekehrte (umgekehrte) Version des tatsächlich betrachteten Bildes ist. Das Signal wird durch den Sehnerv zum visuellen Kortex des Gehirns gesendet, wo das Bild dann wieder umgedreht und in aufrechter Position wahrgenommen wird. Wenn entweder die Hornhaut oder die Linse verformt oder beschädigt sind, wird das Bild vor oder hinter der Netzhaut fokussiert und die Sicht wird verschwommen.

Alle Tiere haben ein binokulares Sehen, was bedeutet, dass sie mit zwei Augen sehen, aber das Gehirn kombiniert die Signale von beiden Augen zu einem Bild. Binokulares Sehen hilft, den durch die Papille hervorgerufenen "toten Winkel" auszugleichen. Die Überlappung der visuellen Felder füllt die Lücken aus. Der andere Vorteil des binokularen Sehens ist die Tiefenwahrnehmung. Wenn nur ein Auge funktionsfähig ist, ist es schwierig, Entfernungen zwischen Objekten zu beurteilen, und daher ist es sehr schwierig, sich bewegende Beute zu jagen oder die meisten anderen Aktivitäten auszuführen.

Anpassungen

Weil das Sehen beim Jagen oder Gejagten so lebenswichtig ist, haben sich die Augen der Tiere an ihre Situation angepasst. Zum Beispiel werden nachtaktive Tiere stark erweiterte Pupillen haben, um am meisten Licht hereinzulassen, und sie werden proportional größere Hornhäute aufweisen.

Raubtiere und Beute haben Unterschiede in ihren Gesichtsfeldern. Raubtiere haben große, nach vorne gerichtete Augen, die es ihnen ermöglichen, in Abwärts- und Vorwärtsrichtung am besten zu sehen. Da sie oft nach unten auf ihre beabsichtigte Beute schauen, eignet sich dieses Gesichtsfeld am besten für ihren jagenden Lebensstil. Auf der anderen Seite haben die Opfer in der Regel Augen, die sich mehr an den Seiten und an der Oberseite des Kopfes befinden. Diese Position ermöglicht eine hervorragende Sicht nach oben und nach unten. Da Beutetiere oft von oben, von hinten oder von der Seite angegriffen werden, ist es vorteilhaft, dass sie dieses weite Gesichtsfeld haben, auch wenn sie vor ihren Gesichtern nicht gut sehen können.

RaubtierBeute

Sichtfeld für Beute (Katze)

Sichtfeld für einen Räuber (Hase)

Zubehörstrukturen

Strukturen des Auges

Das Auge hat viele Zubehörstrukturen vorhanden, um sicherzustellen, dass es geschützt und sauber ist. Diese Strukturen umfassen die Augenlider, Wimpern, Tränendrüsen und Nickhaut. Die meisten Tiere haben drei Augenlider: den oberen Deckel, den unteren Deckel und die Nickhaut (drittes Augenlid). Die drei Augenlider und die umgebende Bindehaut gleiten, nähren und schützen den Augapfel. Die Bindehaut ist die zarte Membran, die das Innere der oberen und unteren Lider und einiger äußerer Teile des Augapfels auskleidet. Die Nickhaut bietet dem Auge zusätzlichen Schutz. Große Wimpern sind bei den meisten Tieren an den oberen Augenlidern befestigt und verhindern, dass Staubpartikel in das Auge gelangen. Die Augenlider dienen dem gleichen Zweck, aber sie haben auch einen Lidschlussreflex, um Tränen und andere Schmieröle über die Hornhaut zu verteilen und sie von Staub und mikroskopisch kleinen Trümmern zu reinigen. Tränen werden von den Tränendrüsen produziert und enthalten auch Lysozym, ein antibakterielles Enzym. Tränen treten aus dem Auge und den damit verbundenen Strukturen durch einen kleinen Kanal oder eine Öffnung an der inneren Ecke des Auges, Tränen- oder Tränenkanal genannt, aus.

Interessante Fakten

  • Menschen, Primaten, Insekten, Fische, einige Reptilien und die meisten Vögel können die Farbe gut sehen.

  • Die Augen von Albino-Tieren erscheinen rosa oder rot, weil Licht von den Blutgefäßen im Augenhintergrund reflektiert wird.

  • Ein Tier kann Iris in zwei verschiedenen Farben haben. Diese Bedingung wird Heterochromie genannt.

  • Ein Katarakt ist ein Zustand, in dem die Bestandteile der Linse brechen und es trüb wird.

  • Die meisten Tiere haben eine reflektierende Schicht in der Aderhaut, die "Tapetum lucidum" genannt wird. Dies ist es, was ihre Augen im Dunkeln leuchten lässt.

Artikel von: Veterinary & Aquatic Services Department, Drs. Foster & Smith

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