Vorteile oder Gründe, warum eine Art nur ein Auge hat?

Traditionell hat ein Zyklop ein Auge, ebenso wie einige andere Aliens in der Fiktion.

Meine Frage ist einfach: Würde es Situationen geben , erdähnliche oder andere, in denen eine Kreatur davon profitieren würde, nur ein Auge zu haben?

Soweit ich weiß, haben Kreaturen mit Augen auf der Erde alle mehr als eines.

Diese Frage ist kein Duplikat von Anatomisch korrekter Zyklop , da sich diese Frage auf alle Arten von Kreaturen konzentriert, nicht nur auf Primaten. Auch die andere Frage benötigt eine erdähnliche Umgebung, was diese Frage ausdrücklich nicht erfordert. Antworten auf diese Frage wären nicht unbedingt auf die andere übertragbar.

1 Auge bedeutet weniger Gehirnleistung, die für die Interpretation der Signale des Auges aufgewendet wird. Es kann auch wesentlich weniger Gehirnleistung bei der Erzeugung von Stereobildern für die 3D-Wahrnehmung bedeuten. Diese Gehirnleistung könnte sich wohl in schnelleren Reaktionszeiten oder einer hohen „Bildrate“ niederschlagen, damit das Auge schneller herumhuschen kann.
Tatsächlich gibt es einäugige Tiere - en.wikipedia.org/wiki/Cyclops_(genus)
Ich stimme dafür, mit der Begründung zu schließen, dass diese Frage die Frage "anatomisch korrekter Zyklop" dupliziert. Das soll weder die Fragen noch die Antworten hier herabsetzen, die weiterhin einsehbar wären.
@ Lostinfrance Ich stimme zu. Ein Wurm ist hier eine gültige Antwort, aber nicht auf den Zyklopen.
Werfen Sie einen Blick auf die Unioc von Schlock Mercenary.
@FraserOfSmeg Ich bestreite deine Annahme. Das (terranische) Gehirn funktioniert nicht so, und tatsächlich beinhalten etwa 99% der Bildverarbeitung das Identifizieren von Objekten von Interesse und das "Alarmieren" Ihrer Reaktionssysteme darauf.
Wenn man den Vorteil abwägt, ein Auge im Gegensatz zu zwei oder keinem zu haben, scheint es mir, dass Sie dieses eine Auge haben müssen, das ein anderes Sinnesorgan / eine andere Sinneskapazität ergänzt. An sich wirkt es ziemlich überflüssig. Könnte dieses eine Auge Todesstrahlen abfeuern?
Ich weiß es nicht, aber das Konzept, dass das Auge auf andere Weise nützlich ist, ist interessant.
@CarlWitthoft, Sie könnten Recht haben (ich sehe keine Referenz), aber da dies nicht das Hard-Science-Tag hat, gibt es genügend Gründe für Diskussionen, um das Publikum in einem netten Handwinken zu verlieren.
@DCShannon Ja, das würde es
Ich wollte ein einzelnes Facettenauge vorschlagen, da ich dachte, man würde nicht zwei davon für die Tiefenwahrnehmung benötigen, aber nach einiger Recherche scheint es, dass die Tiefenwahrnehmung von Insekten verringert wird, wenn nur ein Auge verwendet wird. Also egal.
Einige weitere Beispiele: Betrachten Sie die Qheuens und Pring aus David Brins Uplift-Welt – zwei Arten mit radikal unterschiedlichen Augendesigns, aber beide haben nur eines.
@DCShannon, ja, du brauchst zwei Augen für die Tiefenwahrnehmung. Mit nur einem Auge würdest du ständig gegen Dinge stoßen, weil du nicht weißt, wie weit sie entfernt sind. Vor allem, wenn man von Geburt an so ist...
Ist ein Facettenauge (Insekten) ein Auge oder Tausende von Augen? Bilaterale Symmetrie gibt Insekten zwei solcher Organe, aber ich kann mir keinen Grund vorstellen, warum eine andere Körpersymmetrie nicht nur ein Facettenauge entwickeln könnte.
@ nigel222 Wenn es ein Loch in deinem Kopf einnimmt, könnte es als ein Auge betrachtet werden.
@enkryptor Ich wollte das nur als Antwort hinzufügen, aber ich werde es dir zuerst versuchen.
@AngeloFuchs das beantwortet nicht die Frage des OP

Antworten (18)

In der Regel bevorzugt die Evolution die Einfachheit gegenüber der Komplexität, wenn zusätzliche Komplexität nichts Nützliches hinzufügt. Kreaturen, die viele Generationen lang in Umgebungen ohne Licht leben (wie Höhlensalamander und Fische), verlieren oft ihre Augen vollständig; Eine Struktur weniger, um Energie für das Wachsen oder Erhalten zu verbrauchen, eine Öffnung weniger, durch die Parasiten eindringen können.

Der schwierige Teil besteht darin, einen Fall herauszufinden, in dem das Sehen immer noch nützlich ist, aber zwei Augen nicht. Die Vorteile von zwei Augen über einem sind:

  1. Tiefenwahrnehmung (wenn die Augen nahe beieinander stehen, typisch für Raubtiere)

  2. Peripheres Sehen (wenn die Augen weit auseinander stehen, typisch für Beutetiere)

  3. Redundanz bei Verlust eines Auges

Wenn Sie sich also eine Kreatur vorstellen können, die keine Verwendung für Tiefenwahrnehmung oder peripheres Sehen hätte, und die Gefahr von Parasiten, die in die Augen eindringen, größer ist als die Gefahr, dass ein Auge herausgestochen wird und das Sehvermögen vollständig verloren geht, vermittelt das Sehen genügend Vorteile dass es besser ist, ein Auge zu haben, als keine Augen zu haben, dann wird ein solches Geschöpf in der Tat davon profitieren, ein einziges Auge zu haben.

Ein möglicher Umstand, der mir einfällt, ist, wenn das Licht zu schwach oder die Umgebung zu bewölkt ist, um ohnehin etwas klar zu sehen, aber das Erkennen von Hell- oder Dunkelverschiebungen ist immer noch hilfreich (Erkennen von Tag-/Nachtzyklen oder des Schattens eines sich nähernden Raubtiers). Eine solche Kreatur hätte wahrscheinlich ein einfaches Auge oder einen Augenfleck, der denen einfacher Tiere wie Würmer ähnelt, und nicht das komplexe, menschenähnliche, mit dem Zyklopen im Allgemeinen dargestellt werden.

Eine andere interessante Möglichkeit wäre, wenn die Kreatur ursprünglich zwei Augen hatte, diese Augen aber für separate Funktionen nutzte, bis zu dem Punkt, an dem sich ein Auge in etwas völlig anderes verwandelte. Chamäleons zum Beispiel verwenden normalerweise ein Auge, um zu beobachten, wohin sie gehen, und ein anderes, um ihre Beute im Auge zu behalten. Was wäre, wenn sich diese Unterscheidung so weit entwickeln würde, dass sich ein Auge nach unten und das andere Auge nach oben bewegt, und noch weiter, bis die beiden Augen sich kaum noch ähneln? Dann, wenn sein Nachkomme die Verwendung für eines seiner spezialisierten Augen verliert, könnte es dieses Auge verlieren und nur mit dem anderen enden. Es hätte wahrscheinlich eine sehr harte Zeit, mit seinen fernglasigen Gegenstücken zu konkurrieren, aber wenn es auf einer Insel ohne Konkurrenz leben würde, könnte es überleben.

Um den Punkt über das Chamäleon zu vertiefen, erreichen sie tatsächlich eine Form der Tiefenwahrnehmung mit nur einem Auge: en.wikipedia.org/wiki/… Es ist also möglich, dass sich eine Kreatur mit nur einem Auge entwickelt, das sich wie das eines Chamäleons verhält, und nie wirklich brauche eine Sekunde (außer für Redundanz, aber wenn das Auge gut geschützt ist, ist das kein so großes Problem)
Ich möchte auch hinzufügen, dass, wenn die Kreatur einen anderen Sinn hätte, auf den sie sich zur Auflösung ihrer Umgebung stützte (wie die Echoortung), sie weniger Grund hätte, sich auch nur um die Tiefenwahrnehmung zu kümmern, und es weniger wahrscheinlich wäre, dass sie von Anfang an zwei Augen entwickelt hätte. Dieses System könnte die Grundlage seiner "visuellen" Redundanz bilden; es konnte blind werden, aber nicht vollständig verkrüppelt werden.
@thanby Das bisschen über die Tiefenwahrnehmung des Chamäleons ist interessant! Es scheint, dass es mehr als eine Lösung für die 3-D-Sicht gibt (Schlangen „schwanken“, bevor sie zuschlagen, um beispielsweise ein Ziel zu erreichen, obwohl dies anfällig für ein Ziel ist , das ebenfalls schwankt, weshalb „Schlange bezaubernde" Werke). Ein Zyklop könnte also Tiefenwahrnehmung haben, indem er sein Auge schnell hin und her rollt. Das binokulare Sehen ist immer noch überlegen, aber ein chamäleonartiges Auge ist nicht ganz so lähmend, wie es scheint.
Um das einzelne Auge zu erweitern – vielleicht ändert das zweite Auge die Wellenlängen, die es sehen kann – und wird zu einem allgemeineren UV-Detektor, der es einer UV-empfindlichen Kreatur ermöglicht, sich aus der Sonne zu bewegen oder bei Infrarotwellenlängen mit einem viel größeren Sichtfeld zu arbeiten (denken Sie an ein Weitwinkelobjektiv), um Lebensmittel zu erkennen. Es ist nicht mehr wirklich ein "Auge".

Es gibt sicherlich Vorteile, zwei Augen zu haben, wie von Chris G in seiner Antwort aufgeführt: stereoskopisches Sehen, Redundanz, weites Sichtfeld. Nichtsdestotrotz ist es nicht notwendig, dass ein Auge Vorteile gegenüber mehreren Augen hat, damit eine Kreatur nur ein Auge entwickelt.

Evolution findet statt, wenn natürliche Variationen innerhalb einer Population einen unterschiedlichen Effekt darauf haben, wie erfolgreich die Tiere oder Menschen bei der Fortpflanzung sind. Aber die natürliche Selektion kann nur mit dem „arbeiten“, was ihr durch natürliche Variation präsentiert wird. Und was natürliche Variationen (meistens Mutationen) hervorbringen, ist eine Sache des Zufalls.

Hier auf der Erde scheint es, dass der gemeinsame Vorfahre von Insekten, Fischen, Säugetieren, Vögeln usw. zufällig bilateral symmetrisch war und daher alle diese Kreaturen jetzt zwei Augen haben. Etwas an diesem gemeinsamen Vorfahren führte dazu, dass seine Gene erfolgreich waren, aber dieses Etwas hatte nicht unbedingt etwas damit zu tun, dass er zwei „Augenflecken“ hatte (die lichtempfindlichen Flecken, die sich später zu Augen entwickelten) – und nicht einmal unbedingt etwas damit tun mit seiner bilateralen Symmetrie. Es könnte sogar eine Eigenschaft gewesen sein, die damals evolutionär günstig war , aber inzwischen „evolutionäres Gepäck“ geworden ist oder ganz verschwunden ist.

Aber man kann sich leicht vorstellen, dass die Evolution auf einem anderen Planeten oder in einer alternativen Zeitlinie von diesem anders verlaufen ist. Dort wurde zufällig eine Kreatur mit einer Eigenschaft (egal welche) geboren, die einen außergewöhnlichen evolutionären Erfolg verursacht, aber zufällig hat diese Kreatur eine Körperform, die nur eine Stelle hat, an der das zufällige Auftreten eines Flecks lichtempfindlicher Zellen liegen kann es mit sofortigem Vorteil. Bei kleinen Populationen spielt der Zufall eine größere Rolle. Die Gene dieser Kreatur verbreiten sich schnell und „erobern den Markt“ in den meisten evolutionären Nischen. Zweiäugige Kreaturen fangen nie an.

Eine weniger dramatische Möglichkeit besteht darin, dass einäugige Kreaturen mit zweiäugigen Kreaturen koexistieren, sich aber entlang eines separaten Zweigs entwickeln, wo ein anderer Vorteil (was immer einen lokalen, unmittelbaren Vorteil bedeutet) so groß war, dass der Nachteil von nur einem Auge keine Rolle spielte. Evolution muss nur „gut genug“ sein. Wir wissen, dass stereoskopisches Sehen nicht alles erobert. Einige Kreaturen auf der Erde haben ein schlechtes Sehvermögen entwickelt, als ihre Vorfahren ein besseres Sehvermögen hatten, manche haben überhaupt keine Augen. Wir wissen auch, dass Redundanz nicht das A und O ist. Wir wären sicherer mit zwei Herzen, aber wir haben nur eins.

Positiv bewertet, weil darauf hingewiesen wurde, dass zwei Augen möglicherweise nicht unbedingt von vornherein auftauchen. Evolution ist ein heikles Thema; es braucht zuerst die zufällige Mutation, um auf "erfolgreicher" zu selektieren, es kann nicht einfach gehen "das ist eine gute Idee, machen wir es so". Abgesehen davon hat ein bilateral symmetrischer Organismus eine hohe Wahrscheinlichkeit, zwei Augen zu haben, also müssten Zyklopen etwas erklärt werden. (Allerdings nicht unmöglich.)
@DevSolar warum hat ein bilateral symmetrischer Organismus eine hohe Wahrscheinlichkeit, zwei Augen zu haben? Es hat schließlich nur einen Mund ... Ich rede hier ohne es zu wissen, ich bin wirklich an einer Antwort interessiert.
@RayO'Kalahjan: Schwierig innerhalb eines Kommentars zu erklären. Bilaterale Symmetrie resultiert aus dem Wachstum von Organismen. Die Fachbegriffe hier sind Embryogenese , Gastrulation und Neurulation . Dies macht es eher unwahrscheinlich, dass etwas, das nicht mit der Verdauung oder dem zentralen Nervensystem zu tun hat, in einer anderen Anzahl als zwei vorkommt. Zumindest für jeden bilateral symmetrischen Organismus , den wir kennen. ;-) Ich sage nicht "unmöglich", nur "unwahrscheinlich".
@DevSolar Ich denke, das macht den Wirbeltierschwanz zu einem Körperteil, das mit dem zentralen Nervensystem zusammenhängt? ;-)
@JanDvorak: Aus der Sicht der Embryogenese, ja. ;-) Die Lunge zum Beispiel bildet sich als Verlängerung des Verdauungstraktes. Im Ernst. ;-)
Obwohl wir keine zwei Herzen haben, haben wir aus irgendeinem Grund zwei Nieren und zwei Lungen. Ich wundere mich warum.
@Nayuki Das Herz beginnt als ein Paar Blutgefäße, eine Arterie und eine Vene, die verschmelzen und sich winden, um die Herzkammern zu bilden. en.wikipedia.org/wiki/Heart_development
@Nayuki Wir haben aus einem einfachen Grund ein Herz. Jede Kreatur mit zweien müsste arbeitsfähig sein, wenn nur eine aktiv wäre. Dies wäre schwer zu erreichen. Die von Ihnen erwähnten Organe, wenn eines ausfällt, können die anderen die Last übernehmen. Höchstwahrscheinlich mit zwei Herzen, denn das Design auf höheren Organismen würde dich immer noch töten, wenn eines versagt. Die Doppelorgane sind Backups. Zwei Herzen bedeuten nur das doppelte Risiko, da das Versagen eines Herzens wahrscheinlich den Tod bedeuten würde (also ist die Wahrscheinlichkeit, dass Sie an Herzversagen sterben, doppelt so hoch, Time Lords ausgenommen).
Hmmmm, wo bleibt die Leber? Es ist ein einzelnes großes Organ und kann dennoch funktionieren (wenn auch mit reduzierter Kapazität), wenn ein erheblicher Teil entfernt wird. Warum haben wir statt einer großen nicht zwei kleinere Lebern entwickelt (und warum ist sie nicht bilateral symmetrisch)?

In sehr engen Tunneln, wenn sich Arten eher wie Würmer als wie Wirbeltiere entwickeln, wird Licht erst spät in die Entwicklung eingeführt.

Wenn Sie eine Art haben, die Tunnel baut, die sie aufrechterhält. Und wenn diese Art und alle anderen in ihrer Biosphäre niemals in die Nähe von Licht kommen, werden sie (zunächst) keine Augen entwickeln, weil es keinen Vorteil bringt, lichtempfindlich zu sein.

Jetzt beginnen zufällig einige biolumineszierende Arten, diese Tunnel zu besiedeln. Die Situation ändert sich und jede Form von Vision wird gegenüber keiner Vision günstig sein. Einige Arten (einschließlich unserer Würmer) entwickeln also lichtempfindliche Zellen auf ihrer Haut. Wenn sie sich auf der nach vorne gerichteten Seite ansammeln und anfangen, eine Art Augapfel zu bilden, der für zwei Augen günstig wäre.

  1. Es ist besser als kein Auge, denn zu sehen, was vor Ihnen ist, ist in nicht einstürzenden Tunneln hilfreich.
  2. Zwei Augen zu haben ist nicht von Vorteil, da ohnehin keine Tiefe wahrzunehmen ist, die Tunnel eng und windig sind. Und zwei Augen bedeuten zwei Infektionsherde. Auch Würmer sind (im Gegensatz zu vielen anderen Arten) "rund" und nicht "symmetrisch". Der Wert von links vs. rechts oder oben vs. unten ist sero (bis sie ein Auge entwickeln, dann werden die Mundhälfte und die Augenhälfte der Vorderseite möglicherweise unterscheidbar.

Als asymmetrische Arten bevorzugen ihre Gene auch nicht gerade nummerierte Dinge gegenüber einer ungeraden Anzahl von Dingen (wie viele Arten, die Augen auf die Erde haben).

Sie haben noch viele Probleme für diese Biosphäre (woher kommt zum Beispiel die Energie, kein Licht bedeutet keine Sonne. Keine Sonne ist schlecht. Aber vielleicht auf der kühlenden Oberfläche heißer Plamebos?), aber es wäre möglich.

"Zwei Augen zu haben ist nicht von Vorteil, weil man sowieso keine Tiefe wahrnehmen kann" - vielleicht eins vorne und eins hinten?
@JanDvorak Vielleicht.

Überhaupt keinen Grund, und ich nehme an, der einzige Grund, warum wir im Allgemeinen zwei Augen haben, ist entweder das Weitfeldsehen (im Fall von Beute) oder das entfernungsbestimmende Sehen (im Fall von Raubtieren).

In einer imaginären Welt gibt es jedoch keinen Grund, warum anstelle eines passiven Lichtsensors eine andere Form der Standortbestimmung erscheinen würde. Nehmen Sie Delfine oder Fledermäuse und ihre Echoortungssinne. Es könnte möglich sein, dass sich eine Art unter (möglicherweise düsteren) Bedingungen entwickelt, bei denen ein Licht emittierender Sinn nützlicher wäre als ein passiver Licht erkennender Sinn: eine Art, die ein Licht aufblitzen lässt und die Ergebnisse mit einem einzigen Auge erkennt, vielleicht das Die Lichtemission ist gerichteter (um eine Erkennung durch Raubtiere zu vermeiden), und daher wären mehrere Erkennungssensoren nicht nützlich.

So können Sie Haie mit Lasern auf dem Kopf haben!

+1 Ein einzelnes "Seh"-Organ könnte "Tiefe wahrnehmen", wenn der Organismus, der es besitzt, auch Strahlung im gleichen Frequenzband aussendet, das das Organ erkennt. Entweder könnte das Gehirn die Verzögerungszeit zwischen Emission und Detektion entschlüsseln oder das Organ selbst könnte Emission, Detektion und Decodierung durchführen. Abhängig von der Ausgereiftheit des Organs und den emittierten und detektierten Frequenzen könnte es viele Vorteile gegenüber unserem binokularen Sehen geben.
Nein, der Grund, warum wir 2 Augen haben, ist die tiefe Neigung zur bilateralen Symmetrie, die in unsere grundlegenden Körperplan-Gene eingebaut ist. Sogar bei Flundern zum Beispiel beginnen die Jungen mit zwei Augen und dann wandert ein Auge auf die Oberseite des Körpers, während sich der Körper an das Leben als Plattfisch anpasst.
@WhatRoughBeast ist diese bilaterale Symmetrie der Grund, warum ich 1 Nase und 1 Mund habe?
@gbjbaanb - Nein, aber das ist der Grund, warum Sie zwei Nasenlöcher und 32 Zähne haben, gleichmäßig verteilt mit 16 pro Seite.
@WhatRoughBeast du verfehlst meinen Standpunkt, ich kann genauso leicht ein zentrales Auge haben wie einen zentralen Mund. Symmetrie schließt einzelne Sinnesorgane nicht aus; Wir haben 2 Augen, die dort positioniert sind, wo sie Dinge erkennen sollen, die uns wichtig sind (da 1 Auge kein weites Sichtfeld oder keine große Entfernung bieten würde), aber wir könnten genauso gut ein einziges zentral positioniert haben, wenn wir in einer Welt leben würden wo das auch für uns funktioniert hat, oder zwei Nasen - eine auf jeder Seite unserer Ohren.
Das ist wie Brins Kreatur, an die ich mich in meiner Antwort erinnerte.

Ich werde nein sagen

Wenn Sie kein RIESIGES Auge haben, ist es für Sie höchst unpraktisch, 90 Grad oder mehr zu sehen, ohne dass Ihr Auge stark beschädigt wird.

Mit einem einzigen Auge gibt es keine redundanten Systeme oder Backups, wenn es beschädigt wird.


Augen haben sich entwickelt, um bei bestimmten Funktionen zu helfen. Zwei Augen vorne helfen bei der Tiefenwahrnehmung und beim Jagen/Zielen auf Beute. Augen an der Seite ermöglichen eine bessere Sicht auf die Umgebung. Weniger Tiefenwahrnehmung und mehr Bewegung wahrnehmen und versuchen, den Tod zu vermeiden. Ein Auge hat den erheblichen Nachteil, dass es keinen wirklichen Nutzen hat.

Es gibt nur sehr wenige Tiere, die ein einziges Auge haben, und die, die ich gefunden habe, sind fast mikroskopisch klein, und ich glaube nicht, dass sich daraus etwas Größeres entwickeln würde, selbst auf einem fremden Planeten.


Damit sich eine Art so entwickelt, dass sie nur ein Auge hat, müsste sie entweder ein System haben, das für sie als Sehkraft fungiert und somit das einzelne Auge als zusätzliches Sehvermögen ausreicht, oder ein einzelnes Auge müsste einen Vorteil gegenüber zwei Augen darstellen. Ich kann keine Theorien finden, bei denen ein einzelnes Auge vorteilhafter ist, sodass die Idee redundanter Systeme übrig bleibt.

Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Kreatur ein "Auge" hat, das nur ein Fotorezeptor ist, um die Tageszeit zu Verteidigungszwecken zu bestimmen. Sie können mit anderen Sinnen navigieren, wie z. B. Echoortung, Wahrnehmung des Wasserdrucks, Wahrnehmung von Erdstößen oder Geruch (z. B. mit Fledermäusen, einigen Fischen und Maulwürfen).


Ich bin auch ein bisschen neu in dieser Reality-Check-Sache, also wenn Sie Quellen oder irgendetwas wollen, kann ich Ihnen welche zur Verfügung stellen, aber das alles basiert auf etwas Wissen aus meinem Biologieunterricht und einigen schnellen Google-Suchen nach Beispielen.

Sie können mit einer einzelnen Linse Tiefenwahrnehmung haben, wenn Sie die Sensorzellen in Subwellenlängenschritten angeordnet haben, was eine Lichtfeldkamera ergibt . Obwohl offensichtlich komplizierter als das gewöhnliche Auge, sind Strukturen dieser Größenordnung biologisch nicht unmöglich (z. B. schillernde Schuppen auf Schmetterlingsflügeln). Solche optischen Systeme haben den Vorteil, dass sie „gut für die Abbildung sich schnell bewegender Objekte sind, bei denen der Autofokus möglicherweise nicht gut funktioniert“. Wenn Ihr Zyklop also etwas jagt, das sich schneller bewegt, als herkömmliche Augen fokussieren können, könnten sich solche Augen entwickeln und zwei entwickeln von ihnen ist unnötig.

Besonders wenn das Auge irgendwie gepanzert / geschützt wäre, so dass Redundanz weniger notwendig wäre
Tiefenwahrnehmung ist für Pflanzenfresser unnötig. Schauen Sie sich Schafe, Tauben usw. an. Ihre Augen zeigen zur Seite, um ihnen ein fast 360-Grad-Sichtfeld zu geben, um sich nähernde Raubtiere zu erkennen. Aber es gibt fast keine Überlappung des Gesichtsfeldes zwischen den Augen, also wenig Spielraum für die Tiefenwahrnehmung. Beachten Sie, dass die Art und Weise, wie Vögel ihre Köpfe hin und her bewegen, eine alternative Möglichkeit ist, Tiefeninformationen zu erhalten. Sie verwenden Parallaxe. (Wie Sie es versuchen werden, wenn Sie den Grand Canyon besuchen ... und scheitern, er ist zu groß!)
Übrigens war mein Vater auf einem Auge blind. Er sah dies nicht als erhebliches Handicap an. Er lernte bald, die Tiefenwahrnehmung durch Parallaxe zu ersetzen. Beachten Sie auch, dass Juweliere oft filigrane Arbeiten an kleinen Objekten mit einem Monokel ausführen, dh nach Wahl einäugig arbeiten.

Wenn in einer Wasserumgebung das Sehen nur zur Orientierung erforderlich ist, "wo ist der Weg nach oben?" oder wann man zu Raubzwecken an die Oberfläche steigt/abwandert. Ich nehme an, dass diese Faktoren auch auf etwas zutreffen, das direkt unter der Bodenoberfläche lebt, wenn bestimmte Wellenlängen das Medium irgendwie durchdringen können.

ETA: Das sind evolutionäre Gründe, warum sich überhaupt ein einzelnes Auge entwickeln könnte, was der Ausgangspunkt für jede Überlegung sein muss, warum es nur ein Auge gibt. Um dies weiterzuführen, könnte sich zusätzliche Komplexität entwickeln, um Stäbchen/Zapfen-Äquivalente in konzentrischen Ringen auf der Rückseite des Auges einzuführen, die – mit einer Linse mit festem Fokus – eine Entfernungsmessung und Richtungsidentifikation bereitstellen würden. Dies spricht dafür, warum das binäre Augensystem nicht benötigt wird. Und wenn die Linse facettiert ist, wie bei einem Fliegenauge, dann könnte sie noch effizienter werden.

ETA2: Und einige Gründe, warum es effizienter als zwei Augen werden könnte? Nun, wenn die Linse aus der Körperoberfläche herausragt (und ausreichend robust ist), wäre eines von beiden erforderlich: (a) robustes Tegument, (b) robuste Augenlider, (c) Fähigkeit zum Einziehen / Ausfahren) könnte einen größeren Abdeckungsbereich von bis zu 180 bieten Grad rundum mit einem Fisheye-Objektiv. Ohne die Augenlider oder das Zurückziehen/Ausdehnen wäre die Entwicklung von Muskeln nicht erforderlich, um das Auge überhaupt zu bewegen, und die gesamte Verarbeitung würde vom Gehirn durchgeführt.

Hallo Noisy, willkommen auf der Seite. Sie beantworten die Frage nicht wirklich, welchen Vorteil ein einzelnes Auge im Vergleich zu mehreren bietet.
Ich habe den Teil der Frage mit den Gründen angesprochen. Aus evolutionärer Sicht muss es einen Ausgangspunkt für die anfängliche Entwicklung eines Auges geben, und wenn die Evolution im Wasser beginnt, dann sind die Gründe, die ich anführe, ein gutes Anfangsargument. Ich werde meinen Vorschlag erweitern, um dies deutlich zu machen, und dann die laufenden Evolutionspfade für mehr Komplexität ansprechen.
Hallo Laut. Um näher darauf einzugehen, was @bilbo_pingouin gesagt hat, wird erwartet, dass die Antworten direkt auf die gestellte Frage eingehen und Unterstützung/Beweise für die vorgeschlagene Lösung liefern. Das Format hier kann schwierig sein, sich daran zu gewöhnen, es dauert ein wenig. Ich möchte anmerken, dass Sie mit der Zeit, wenn Sie an Reputation gewinnen, in der Lage sein werden, jeden Post zu kommentieren, wo eine kürzere Version Ihres Posts sinnvoller wäre. Wenn Sie Fragen haben, besuchen Sie das Hilfezentrum und den Worldbuilding-Chat

Die eigentliche Frage lautet: "Was ist ein Auge?" Reden wir von einem menschenähnlichen Auge? Eine Fliege hat ganz andere „Augen“ als die meisten anderen Tiere.

Facettenaugen bestehen aus Tausenden einzelner visueller Rezeptoren, Ommatidien genannt. Jedes Ommatidium ist für sich genommen ein funktionierendes Auge, und Tausende von ihnen bilden zusammen ein breites Sichtfeld für die Fliege ( http://animals.mom.me/flies-see-out-compound-eye-5361.html )

Sie können verschiedene Dinge sehen :

Stubenfliegen können polarisiertes Licht sehen, aber Menschen können nicht zwischen polarisiertem und unpolarisiertem Licht unterscheiden. Polarisiertes Licht ist Licht, bei dem sich die Wellen nur in einer Ebene ausbreiten.

Eine Fliege braucht diese 360°-Sicht zum Überleben, denn, nun ja, sie ist eben eine Fliege. Und das Fliegenauge hat viele Nachteile, aber ich habe es als Beispiel verwendet, Ihre Kreatur kann einen anderen Augentyp haben.

Wir brauchen zwei Augen für die Tiefenwahrnehmung, weil sie ziemlich einfach sind. Was wäre, wenn es zwei oder vier Pupillen im selben Auge gäbe?

Der jetzt ausgestorbene Trilobit ist ein interessanter:

Trilobitenaugen waren typischerweise zusammengesetzt, wobei jede Linse ein längliches Prisma war. Die Anzahl der Linsen in einem solchen Auge war unterschiedlich: Einige Trilobiten hatten nur eine, während andere Tausende von Linsen in einem einzigen Auge hatten.

Betrachtet man ein „Auge“ als eine einzelne biologische Struktur, die den Zweck hat, ein Bild der Welt so zu codieren, dass ihr Besitzer aufgrund des Bildes diese Welt wahrnehmen und in ihr agieren kann, dann kann dies ein breites Spektrum von Sinnesorganen umfassen .

Es kann gute Gründe geben, warum sich ein Organismus – selbst einer, der stark auf das Sehen angewiesen ist – so entwickelt, dass er nur ein „Auge“ hat und nicht zwei oder mehr, vorausgesetzt, der Organismus hat den richtigen Augentyp .

Wenn wir das menschliche Auge betrachten, hat es eine einzelne Linse, die Licht auf einen Bereich lichtempfindlicher Zellen fokussiert und so eine zweidimensionale Wahrnehmung ermöglicht.

Betrachten wir das Facettenauge eines Insekts, so besteht es aus vielen Ommatidien , von denen jede ein oder sieben Pixel im Blickfeld des Insekts darstellt.

Betrachten Sie nun etwas zwischen diesen beiden Arten von Augen. Wenn wir ein Facettenauge haben, das aus vielen Untereinheiten besteht, die eher einem menschlichen Auge ähneln – jede Untereinheit hat eine Linse, die Licht auf einen Bereich fokussiert, der viele lichtempfindliche Zellen enthält, dann würde jede Untereinheit ein eigenes Bild mit ziemlich vielen Details bilden. Durch Kombinieren der Bilder aller benachbarten Untereinheiten, von denen jede in eine etwas andere Richtung zeigen würde und auch leicht von ihren Nachbarn versetzt ist, erhalten wir ein optisches Array, das dem einer Lichtfeldkamera ähnelt .

Das bedeutet, dass die Tiefenwahrnehmung im Gegensatz zum menschlichen Auge und zum Insektenauge nicht zwei oder mehr Strukturen benötigt, sondern nur eine. Durch die Platzierung einer Reihe von Augenuntereinheiten auf einem Teil des Körpers des Organismus, die möglicherweise eine kugelförmige Struktur bilden, könnte der Organismus eine 360°-3D-Ansicht seiner Umgebung erhalten, die in jeder Entfernung scharf ist. Der Organismus könnte Verarbeitungsstrukturen innerhalb der Augenstruktur beherbergen und ein verarbeitetes Bild an sein Gehirn weitergeben.

Obwohl die Struktur aus mehreren Untereinheiten besteht, von denen jede ein Auge sein könnte, funktioniert sie als Ganzes. Diese Augenform hat den Vorteil, dass der Organismus gleichzeitig in alle Richtungen und auf alle Entfernungen gleich gut sieht und ein echtes 3D-Konzept seiner Umgebung erhält. Im Gegensatz zum menschlichen Auge gibt es keine Verzögerung beim Fokussieren oder Nachführen. Dies wäre von Vorteil für eine Kreatur, die aus jeder Richtung von schnellen Feinden in der Luft und an Land angegriffen werden könnte.

Diese Form des Lichtfeldauges würde jedoch höchstwahrscheinlich unter dem Problem leiden, dass es eine geringere Auflösung hat und die Wahrnehmung feiner Details für eine breite Abdeckung in jedem Bereich opfert, es sei denn, der Organismus hat einen besonders großen Teil seines Gehirns, der der visuellen Verarbeitung gewidmet ist .

Nun zur ursprünglichen Frage: Wäre es vorteilhafter, nur eines dieser Lichtfeldaugen zu haben, oder vorteilhafter, mehr als eines zu haben?

Die Antwort wäre, dass es unter den meisten Umständen vorteilhaft wäre, nur einen zu haben. Jedes Lichtfeldauge würde eine beträchtliche Menge an Verarbeitungsleistung erfordern, und jedes sphärische Lichtfeldauge könnte ein Sichtfeld haben, das, wenn es oben auf dem Körper des Organismus platziert wird, die gesamte Umgebung des Organismus mit Ausnahme von hinein abdecken würde die Struktur, die das Auge stützt. Wenn es zwei gäbe, würden sie zusätzliche Verarbeitungsstrukturen mit ihren zugehörigen Stoffwechselkosten erfordern, sie könnten das Sichtfeld des anderen möglicherweise behindern, und sie würden wahrscheinlich keinen großen Vorteil bieten, da jeder allein ein scharfes 3D-Bild erzeugt in jeder Reichweite.

Unter solchen Umständen hätte ein Organismus mit nur einem 360°-Lichtfeldauge, das alle potenziellen Angriffswege abdeckt, einen metabolischen Vorteil gegenüber einem Organismus mit mehr als einem und würde daher Zyklopie begünstigen. Es besteht das Problem, dass dem Auge die Redundanz fehlt. Wenn jedoch die Raubtiere des Organismus eine ausreichende Bedrohung darstellen, die normalerweise tödlich ist, würde dies tendenziell das System mit den niedrigsten Stoffwechselkosten bevorzugen. Da das Lichtfeldauge aus vielen Untereinheiten besteht, könnten außerdem einige Untereinheiten verloren gehen, ohne die Sehschärfe des Auges als Ganzes stark zu verschlechtern, sofern nicht mehrere benachbarte Untereinheiten verloren gingen.

Ein weiterentwickeltes Lichtfeldauge wäre der Lytro Immerge -Kamera ziemlich ähnlich, könnte jedoch den Bereich direkt über Ihnen auf eine Weise abdecken, wie es die Immerge nicht zu tun scheint.

Es folgt die Antwort, die darauf hinweist, dass die Entwicklung von zwei Augen nicht selbstverständlich ist.

Mein Vorschlag wäre, dass das erste Mal, als sich ein Auge in dieser Umgebung entwickelte, zufällig eine Struktur war, die eine 360-Grad-Sicht ermöglichte. Zum Beispiel eine medusenähnliche Kreatur, bei der Hautzellen ebenfalls lichtempfindlich sind, sodass Haut und Auge dasselbe Organ sind.

Damit ist die Frage nicht beantwortet. Sobald Sie über einen ausreichenden Ruf verfügen , können Sie jeden Beitrag kommentieren . Geben Sie stattdessen Antworten an, die keine Klärung durch den Fragesteller erfordern . - Aus Bewertung
@JDługosz "Meine Frage ist einfach: Würde es Situationen geben, erdähnliche oder andere, in denen eine Kreatur davon profitieren würde, nur ein Auge zu haben?" - Mann 360-Grad-Sicht (!), geben Sie mir sicher zwei.
Ich habe es als weiteren Kommentar zum anderen Beitrag gelesen. Sie weisen darauf hin, dass es in diesem Fall in Ordnung sein könnte, nur einen zu haben (falls dies der Fall ist). Aber diese Antwort gibt keinen weiteren Grund, warum es vorteilhaft wäre , nur einen zu haben. Ihm fehlt der Vertreter, um einen Kommentar zu posten, also hat er stattdessen eine Antwort gemacht.
Ich verstehe, dass einige Leute dies als Kommentar interpretieren könnten. Es soll jedoch eine separate Antwort sein, während auf die andere Antwort verwiesen wird, ohne darauf einzugehen, was dort bereits besprochen wurde.
Hier gibt es einen vernünftigen Kompromiss, der Sinn macht: Zuerst hat sich ein komplexeres, leistungsfähigeres Auge entwickelt, das die Möglichkeit einschränkt, dass sich später aufgrund von Energiemangel ein zweites entwickelt / das eine, das bereits vorhanden ist, ist bereits gut genug.

Die wahrgenommene Frequenz würde eine Rolle spielen. Sichtbares Licht liegt ungefähr bei etwa 500 nm; Wenn sich eine Spezies entwickelt, um elektromagnetische Strahlung mit niedrigerer Frequenz und längerer Wellenlänge sehen zu können, würde sie vermutlich eine größere Linse und Brennweite und damit ein größeres Auge benötigen. Wenn das Auge groß genug sein muss, überwiegt der Vorteil eines zweiten Auges möglicherweise nicht die Kosten.

Dies würde vielleicht den Blick ins ferne Infrarot oder vielleicht sogar ins Mikrowellen- oder Funkspektrum ermöglichen. Es würde große biologische Kosten geben, aber ich könnte mir auch Vorteile daraus vorstellen.

Abgesehen von theoretischen Spekulationen scheint es, wenn man sich die Evolution ansieht, dass es unwahrscheinlich ist, dass eine Art, sobald sie zwei Augen entwickelt hat, zu einem zurückkehrt. Selbst bei Tieren wie der Flunder bewegt sich das nutzlose Auge an einen nützlichen Ort, anstatt zu verschwinden.

Für Arten, bei denen ein allgemeines Lichtbewusstsein nützlich ist, Augen jedoch nicht, besteht überhaupt keine Notwendigkeit, dass sich ein (relativ komplexes) Auge entwickelt. Eine einfache Lichtempfindlichkeit der Haut (oder von Teilen davon) würde dem gleichen Zweck bei stark reduzierten Evolutionskosten dienen.

Bei einer Flunder dreht sich der ganze Schädel herum und bringt das Auge mit.

Dies kann ein mögliches Szenario sein: Schutz des Auges ist wichtiger

a) Stereoskopisches Sehen ist in ihrer Umgebung aus irgendeinem Grund nicht besonders wichtig, zum Beispiel wenn sie nicht viel jagen oder kämpfen müssen und der Großteil ihrer Nahrung von Pflanzen stammt, die leicht identifiziert und gesammelt werden könnten. Vielleicht haben sie eine gute passive Verteidigung (wie die Stacheln eines Igels oder einfach nur eine wirklich harte Rüstung), die Raubtiere abschreckt.

Oder vielleicht hat die Evolution ihres Gehirns es nie geschafft, es zu verarbeiten.

b) Das Auge könnte EM-Frequenzen wahrnehmen, die Objekte durchdringen, die für uns undurchsichtig wären. (z. B. haben sie Röntgenblick) und in ihrer Umgebung fliegen viele Wellen dieser Frequenzen herum. Sie werden es brauchen, weil...

c) Der Schutz des Auges ist so wichtig, dass es tief in ihrem harten und dicken Schädel vergraben ist und nur eine einzige Öffnung im Schädel hat, durch die man hindurchsehen kann. Vielleicht sind sie anfällig für Sandstürme oder kleine fliegende Schädlinge. (Obwohl, wie bereits erwähnt, Redundanz auch ein guter Schutz ist, vielleicht in ihrer Umgebung, ist sie nicht so gut). Der Versuch, durch ein schmales Loch zu spähen, wäre für ein Auge nicht sehr gut, aber sie erhalten ihre periphere Sicht (wenn auch nicht so klar, aber immer noch in begrenztem Maße nützlich) von (b) oben. Sie haben eine eingeschränkte Sicht durch ihren Schädel.

Dieses Loch ist der einzige Eintrittspunkt in das Innere des Schädels, der nicht durch Knochen geht, so dass es einfacher ist, den gesamten Inhalt des Schädels zu schützen, wenn man nur ein einziges Loch (und daher ein einziges Auge) hat.

Gute Antwort, aber ich denke, Sie sollten A und B näher erläutern. In welcher Umgebung wäre es unwichtig, stereoskopisches Sehen zu haben? Warum sollte das Sehen dieser Frequenzen es für die Kreatur besser machen, sie im Auge zu behalten?
@XandarTheZenon Ich habe die Antwort geändert, um dies etwas besser zu erklären. Sie müssen diese Frequenzen sehen, da sonst die kleine Blende zu restriktiv wäre, um nützlich zu sein.

Der Schlüssel hier ist nicht, ob 1 Auge der Kreatur nützt, sondern ob 2 Augen es tun.

Die Evolution tendiert dazu, die Einfachheit zu bevorzugen und damit die effizienteste Nutzung der gegebenen Ressourcen. Nun, wenn die fragliche Art zwei Augen entwickelt hat, können Sie nichts wirklich tun. Aber wenn sich Ihre Spezies vor der Entwicklung von Augen in einen Bereich begeben hat, in dem die Tiefenwahrnehmung keine Rolle spielt, wie z. B. eine Höhle, dann wäre ein anderes Auge nichts anderes als ein weiterer Teil, der beschädigt werden kann. Unter Verwendung der Evolutionslogik würde also 1 Auge gleichermaßen mit 2 übereinstimmen, wenn nicht bevorzugt.

In Sundiver , Spoiler-Alarm ,

Die Art entwickelte sich mit nur einem Auge, hatte aber die Fähigkeit, kohärentes Licht sowohl zu verwenden als auch zu emittieren. Das heißt, Hologramme projizieren und Phase und Richtung des einfallenden Lichts erfassen, das eine Rückkehr von seinen eigenen emittierten Impulsen war.

Das heißt, das Wesen hat eher etwas wie ein hochauflösendes Lidar als eine Kamera.

Wenn es eine Spoiler-Warnung gibt, wäre es nicht angemessen, den Spoiler-Markdown zu verwenden?
Ich fand es nicht so wichtig, da es ein bekanntes Buch ist. Ich hatte überlegt, ob ich überhaupt „Spoiler“ sagen sollte, IIRC.
Ich habe bis jetzt noch nichts davon gehört. Es kam mir nur seltsam vor, "Spoiler-Alarm" zu schreiben und in diesem Fall nicht den entsprechenden Abschlag zu verwenden. Das Buch scheint ziemlich alt zu sein, daher ist es wahrscheinlich nicht sehr wahrscheinlich, dass viele Leute es zu einem bestimmten Zeitpunkt lesen.

Sie müssten sich in einer Umgebung befinden, in der es eine Belastung statt eines Vorteils ist, zwei Augen zu haben, damit die Evolution Kreaturen mit einem einzigen Auge bevorzugt.

Einige Ideen:

  • Eine Welt, in der das Licht so hell ist, dass Kreaturen den blinden Fleck ihres Auges nutzen und einen Sonnenfinsternis-ähnlichen Effekt erzeugen müssen, um etwas zu sehen.
  • Eine Welt voller Dinge und Kreaturen, die kohärente (laserähnliche) Lichtstrahlen aussenden. Mehrere gleichzeitig zu fangen, könnte zu umständlich sein oder zu viel kognitive Verarbeitung erfordern, um sich evolutionär zu lohnen.
  • Umgekehrt eine Welt, in der das Licht hell ist und alles wegspült, sodass Informationen nur in Variationen des Umgebungslichts übermittelt werden.
  • Eine nicht-euklidische Welt, in der das Licht so verschlungene Wege nimmt, dass es eher beunruhigend als hilfreich ist, zwei Augen / Blickwinkel zu haben.
  • Kreaturen, die in eindimensional hellen Umgebungen leben, wie Darmparasiten einer biolumineszenten Kreatur oder Bewohner von Glasfasernetzen.

Es gibt dieses alte Sprichwort; Im letzten der Blinden ist der Einäugige König.

Wenn Sie über einen "erdähnlichen" Planeten sprechen, das Szenario, in dem eine Kreatur mit einem einzigen Auge einen Vorteil hätte. Sie hätten einen Vorteil gegenüber allen Kreaturen ohne Augen.

Ich vermute, dass der evolutionäre Hauptgrund dafür, dass wir (und so ziemlich alle Lebewesen auf diesem Planeten) zwei Augen haben, darin besteht, dass der Großteil der Lebewesen auf unserem Planeten eine bilaterale Symmetrie aufweist. Das heißt, wir, Schmetterlinge, Schweine, Fische, so ziemlich alles, haben im Wesentlichen eine Kreatur, die in der Mitte gespiegelt ist.

Auf einem Planeten, auf dem Kreaturen nicht mit bilateraler Symmetrie geschaffen werden, wäre es wahrscheinlicher, eine Kreatur mit einem einzigen Auge zu sehen, die sich 1. entwickelt und 2. einen Vorteil hat (vorausgesetzt, alle anderen hätten kein funktionierendes Auge, vielleicht hatten sie es einfach einige lichtempfindliche Zellen).

Der Grund für zwei oder mehr Augen ist die Tiefenwahrnehmung. Eine einäugige Kreatur kann die Entfernung nicht einschätzen. Hinweis: Ich zähle das Facettenauge eines Insekts als mehr als ein Auge ... und außerhalb des Bereichs der Frage, da Cyclops ein menschliches Auge hatte.
Ich würde argumentieren, dass der Grund dafür, zwei Augen zu haben, die bilaterale Symmetrie ist, die bei fast allen Erdlebewesen existiert. Ein Vorteil von zwei gegenüber einem ist die Tiefenwahrnehmung, aber auf einem Planeten, auf dem Kreaturen keine bilaterale Symmetrie aufweisen, hätte eine einzelne Rues-Kreatur einen Vorteil gegenüber einer Kreatur ohne Augen. Dass Wetterkomplexe von bilateraler Symmetrie abhängen, ist umstritten. Beachten Sie, warum die Ablehnung und es sicherlich legitim ist, vorzuschlagen, dass bilaterale Symmetrie logischerweise zweiäugige Kreaturen hervorbringt, so dass Sie das loswerden müssten, damit sich eine einäugige Kreatur auf natürliche Weise entwickelt.
Ein weiterer Grund, warum Insekten zwei Augensets haben, ist das periphere Sehen, aber auch das könnte gelöst werden. Ich denke, ein Mangel an bilateraler Symmetrie ist ein absolut gültiger Vorschlag, insbesondere wenn die Welt hauptsächlich blinde Konkurrenten und Beute enthält.

Wenn ein Organismus einfach genug ist, kann er sich möglicherweise kein zweites Auge leisten. Cyclops bicuspidatus existiert auf der Erde und ist ein Beispiel dafür.

Die Antwort von ChronoD erwähnt es, benennt aber nicht die Art. Vielleicht sollte dies stattdessen ein Kommentar oder eine Bearbeitung der älteren Antwort sein?