Können Frösche unter und über Wasser klar sehen?

Kurze Antwort
Frösche sind an Land kurzsichtig und unter Wasser weitsichtig.

Hintergrund
Es wird berichtet, dass Frösche an Land kurzsichtig sind, aber unter Wasser weitsichtig (Quelle: Chegg Study ). Kurzsichtigkeit (Myopie) ist ein Zustand, bei dem nahe Objekte klar wahrgenommen werden, weiter entfernte Objekte jedoch verschwommen sind. Weitsichtigkeit (Hyperopie) ist das Gegenteil. Die menschlichen Gegenstücke zu diesen Zuständen sind in Abb. 1 dargestellt. Menschen fokussieren Bilder auf der Netzhaut, indem sie die Form der Linse verändern ; Um auf nahe Objekte zu fokussieren, wird das Licht stärker gebrochen, indem die Linse kugelförmiger geformt wird. Für weit entfernte Objekte wird die Linse abgeflacht, sodass das Licht weniger gebrochen wird.

^{Abb. 1. Kurz- und Weitsichtigkeit. Quelle: Hyperphysik}

Beim Menschen sind Fehlsichtigkeiten weit verbreitet und können in der Regel erfolgreich mit Korrekturlinsen behandelt werden.

Die Hornhaut fügt dem optischen System des Auges eine wesentliche Brechung hinzu, nämlich etwa 43 Dioptrien . Zum Vergleich: Normale Korrektionsbrillen haben oft nur wenige Dioptrien Wert. In Wasser wird der Brechungsindex der Hornhaut gemildert, da Wasser und Hornhaut etwa den gleichen Brechungsindex haben (Quelle: lasikmd ). Daher ist das Sehen für Menschen unter Wasser verschwommen, weil Bilder weit hinter der Netzhaut fokussiert werden, was zu Weitsichtigkeit führt.

Frösche haben eine andere Möglichkeit, ihr Netzhautbild zu korrigieren. Sie fokussieren auf Objekte in unterschiedlichen Entfernungen, indem sie spezialisierte (Lentis-)Muskeln verwenden, um die Linse näher an die Netzhaut oder weiter von der Netzhaut zu bewegen (Abb. 2), wie der Fokussiermechanismus einer Kamera (Douglas et al ., 1985) . Die Lentis-Muskeln können jedoch den Fokus nur um etwa 10 Dioptrien einstellen, mit einer begleitenden Verschiebung der Linsenposition von etwa 150 μm. Aufgrund der enormen Wirkung, die Wasser auf die Hornhautbrechung hat (~40 Dioptrien), kann eine Froschlinse den Brechungszustand des Auges nicht ausreichend korrigieren, um sowohl über als auch unter Wasser eine normale Sicht ( Emmetropie ) zu erreichen. Anscheinend hat es sich evolutionär gesprochen irgendwo in der Mitte angesiedelt, nämlich kurzsichtig an Land und weitsichtig unter Wasser.

^{Abb. 2. Cichlid-Auge. Die Akkommodation resultiert aus der Bewegung der Linse in der Pupillenebene unter Verwendung der Lentis-Muskeln; der Musculus Retractor Lentis und das antagonistische Ligamentum Suspensorium . Quelle: Sehen bei Cichliden}

<sub>Referenz
- Douglas et al ., J Comparative Physiol (1986); 158 (1): 33–143</sub>