Was tragen Blauzapfenzellen zur Sehfunktion bei?

Zunächst einmal habe ich diese andere Frage auf den SE-Sites mit einer guten Antwort gesehen, aber ich habe keine Erklärung speziell zu den blauen Kegeln gefunden.

Die meisten Menschen haben also 3 Arten von Zapfen (auf Farbwahrnehmung spezialisierte Zellen: blau, grün und rot).
Während es offensichtlich erscheinen mag, dass die roten und grünen Zapfen ein evolutionärer Vorteil sind (angesichts unserer natürlichen Umgebung und wie wir uns seit Jahrtausenden ernähren), zum Beispiel um Früchte zu lokalisieren und die Reife zu unterscheiden, kann ich keinen klaren Vorteil darin finden, sie zu haben blaue Kegel . Blau scheint nichts mit Nahrung, Raubtieren oder Sexualität zu tun zu haben. Übersehe ich einen offensichtlichen Nutzen?

Versuchen wir uns vorzustellen, was passiert, wenn wir blaue Zapfen entfernen:

  • Der Himmel würde grau aussehen. Ich sehe da kein Überlebensproblem.
  • Wir könnten keinen Unterschied zwischen Gelb und Weiß machen (in diesem Fall weiß = grün + rot). Ist es eine große Sache?

Ich habe den Reflex zu denken "wenn ein Charakter weit verbreitet ist, muss es einen guten Grund geben". Es scheint, ich sollte eher sagen "es muss eine Erklärung geben".

Ich versuche also, anders zu denken, und hier sind andere mögliche Ansätze, um diese Frage zu beantworten:

  • Ich habe gelesen, dass Hunde nur blaue und gelbe Zapfen haben. Vielleicht hatten unsere Vorfahren nur zwei Kegeltypen, darunter Blau, dann kam ein dritter Typ hinzu und Blau blieb, nur weil es kein Problem war, es zu behalten ?
  • Was wir sichtbares Spektrum nennen, ist tatsächlich der einzige Teil des Spektrums, der durch Luft und Wasser (im Auge) gehen kann, ohne absorbiert zu werden ( Link ). Blaue Zapfen wären da, nur weil "hey, es gibt etwas zu sehen" ?
  • Lange Zeit hatten wir nachts nur Feuer zu sehen. Kein Fernseher oder Bildschirm mit Q&A-Sites zum Konsultieren. Ist es möglich, dass einige unserer Vorfahren zu lange auf ein heißes Feuer gestarrt haben und dabei grüne und rote Zapfen verloren haben? Diejenigen mit blauen Zapfen waren nicht völlig blind und konnten sich fortpflanzen! (dieser ist ... fast ein Witz)

Leider überzeugen mich diese Ansätze nicht wirklich.

ZUSÄTZLICH: Hier ist ein visuelles Beispiel, um zu sehen, was passiert, wenn wir blaue Informationen aus einem Bild entfernen ( Originalbild hier aufgenommen ). Das Bild ohne Blau (Mitte) ist verwirrend, weil es Sie glauben lässt, wir könnten Gelb sehen (während Gelb sich nicht von Weiß unterscheiden würde). Aus diesem Grund habe ich das Bild rechts hinzugefügt, das nur Informationen aus den roten und grünen Kanälen enthält (der blaue Kanal wird durch min (Rot, Grün) ersetzt). Ich denke, es zeigt gut, dass Blau nicht wichtig ist, zumindest für Gemüse und Obst!

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Nur eine kurze Korrektur: Diese und andere Stack Exchange-Sites sind keine "Foren". Stattdessen sind sie Frage-und-Antwort-Sites. Bitte nehmen Sie an der Tour teil , um mehr zu erfahren. Es gibt tatsächlich einen ziemlich signifikanten Unterschied.
Ich habe "Foren" als allgemeines Wort verwendet, ich verwechsle die beiden Systeme nicht. Ich wusste nicht, dass es besser ist, dieses Wort hier zu vermeiden, danke. Oder ... redest du darüber, wie ich meine Frage zu "Forum-Weise" geschrieben habe?
Wasser ist blau (wenn auch nur in einigen Fällen). Ich würde gerne blaues Wasser aus der Ferne finden.
@AnubhavGoel Das ist eine interessante Idee! Wie Sie sagen, erscheint Wasser nur in einigen Fällen blau, aber das kann ausreichen, um eine überzeugende Erklärung zu sein. Dieses Bild zeigt einen Fall, in dem es einfacher ist, einen See zu sehen, wenn wir die blaue Tönung inmitten grüner Bäume sehen.
Sie haben also Ihre eigene Frage gelöst !!! Ändern Sie es einfach in eine nette Antwort☺
Auch der Himmel ist blau. Ich könnte mir vorstellen (aber das ist reine Spekulation), dass Blau bei baumbewohnenden Arten helfen kann, den Hintergrundhimmel von Laub und Ästen etc. zu unterscheiden, was beim Klettern und Springen nützlich wäre. Bodentiere hingegen müssen den Himmel nicht von anderen Objekten unterscheiden.
@StephanMatthiesen Ich finde keinen klaren Vorteil darin, den Himmel in einer grünen Umgebung blau statt grau zu sehen: Es scheint, dass wir ihn trotzdem unterscheiden können. Das hat mich erst zu meiner Frage geführt. Bisher sind die einzigen Umstände, die mir einfallen, die eine spezielle Unterscheidung von Blau erfordern, das Sehen eines Flusses in einer grauen Umgebung oder das Sehen blauer Adern (beachten Sie, dass Adern nur aufgrund der Absorptionseigenschaften und der Tiefe der Haut blau erscheinen).
@GhislainBugnicourt Ich bin mir nicht sicher, ob ich das verstehe. Was ist "grau" mit zwei Farben? Würde der blaue Himmel die grünen Zapfen nicht stärker stimulieren als die roten, sodass er eher grünlich als „grau“ erscheinen würde? Die Blaubeeren in Ihren transformierten Bildern sind dem grünen Gemüse viel näher.

Antworten (1)

Kurze Antwort
Das Farbsehen von Primaten begann mit lichtempfindlichen Zellen, die mittlere bis lange Wellenlängen (M/L-Zapfen erkennen Grün und Rot) und kurze Wellenlängen (S-Zapfen am empfindlichsten für Blau) wahrnehmen. Durch neurophysiologisches Abwägen ihrer relativen Beiträge kann das gesamte Spektrum (Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Indigo) von Dichromaten erfasst werden. Das Hinzufügen eines etwas anderen M/L-Kegels und das Erzeugen separater M- und L-Kegel erhöht die Auflösung des Farbsehens bei mittleren und langen Wellenlängen, was vermutlich die Farbunterscheidung verbessert, die für die Nahrungssuche von Früchten nützlich ist. Tatsächlich wird Blau an sich für diese Aufgabe nicht benötigt. Das Fehlen der blauen Kegel würde jedoch einen großen Teil des visuellen Spektrums eliminieren.

Hintergrund
Das evolutionär gesprochene Primatensehen begann mit dem dichromatischen Sehen. Diese frühen Dichromaten hatten Netzhäute mit einem Zapfentyp, der für mittlere bis lange Wellenlängen empfindlich war (M/L-Zapfen) und einem Typ, der für kurze Wellenlängen empfindlich war (S-Zapfen) ( Jacobs, 1996) . Diese Organisation bestimmt den dynamischen Bereich des Farbsehens, dh Farben von kurzen Wellenlängen (Grün und Blau) bis zu langen Wellenlängen (Rot und Gelb) zu sehen. Das Abwägen ihrer relativen Beiträge durch neuronale Netze in der Netzhaut ermöglicht die Auflösung der Zwischenwellenlängen.

Später in der Evolution hatten einige tagaktive Arten eine Genduplikation auf ihrem X-Chromosom, wodurch ein M/L-Duplikatgen erzeugt wurde (Jacobs, 2009).. Kleine Mutationen in diesen Genen ebneten schließlich den Weg für zwei eng verwandte M/L-Opsine, nämlich eines, das etwas empfindlicher für längere Wellenlängen (L-Opsin) und eines für etwas kürzere Wellenlängen (M-Opsin) ist. Der dynamische Bereich des Farbsehens hängt immer noch stark vom S-Opsin in den blauen Zapfen ab, da die Absorptionsspektren der M- und L-Opsine viel näher beieinander liegen (Abb. 1). Der Vorteil von zwei Opsinen mit nahezu identischen Absorptionsspektren ist eine höhere Farbunterscheidungsfähigkeit (höhere Farbauflösung) bei mittleren bis langen Wellenlängen. Es wird angenommen, dass eine hohe Unterscheidungskraft im rot-gelb-grünen Teil des Spektrums für tagaktive Primatenarten von Vorteil ist (Jacobs, 1996).. Beachten Sie, dass Kegel viele Photonen benötigen, um zu funktionieren; nachtaktive Primaten sind typischerweise Dichromaten und sie werden sowieso nicht von einem anderen M/L-Kegel profitieren.

Allein für die Fruchtsuche leisten die L- und M-Zapfen ziemlich gute Arbeit, wie Ihr Beispiel zeigt. Das Auge ist jedoch mehr als Essen allein. Das Eliminieren der Blaukegel würde den Dynamikbereich des Farbsehens erheblich einschränken. Darüber hinaus begann die Evolution mit S- und L/M-Kegeln und fügte diesem bestehenden System einen weiteren M/L-Kegel hinzu. Die Evolution begann nicht mit einem blinden Affen und dem Ziel, den perfekten Fruchtsammler zu erzeugen; Nein, es begann mit einem Dichromat und verbesserte im Laufe der Zeit seine Fähigkeit, bei Tageslicht nach Nahrung zu suchen.

Opsine
Abb. 1. Absorptionsspektren der verschiedenen Opsine. Quelle: Kevin MD

Referenzen
- Jacobs, PNAS (1996); 93 : 577–81
– Jacobs, Philos Trans R. Soc. Lond B. Biol. Sci (2009); 364 (1531): 2957–67

Sehr informativ, danke! Ich bin immer noch fasziniert von der Tatsache, dass dichromatische Primaten blaue S-Zapfen hatten und nicht etwas in der Nähe von Cyan-Grün: Welche Objekte der Umwelt mussten sie bei so niedrigen Wellenlängen unterscheiden? Bisher ist der einzige Hinweis, den ich habe, Wasser, wie von Anubhav Goel in den Kommentaren oben vorgeschlagen.
Sehr interessant. Ich habe mich gefragt / spekuliert, ob Blau baumbewohnenden Arten hilft, den Hintergrundhimmel von Ästen und Laub zu unterscheiden, was das Klettern und Springen einfacher und sicherer machen würde. Die Jacobs-Papiere sind in Bezug auf den möglichen Anpassungswert etwas vage, diskutieren hauptsächlich Obst, obwohl sie andere Verwendungen erwähnen (wie die Unterscheidung der Hautfarbe), und bisher habe ich den erwähnten Himmel nicht gesehen. Wisst ihr das oder habt ihr eine Meinung dazu?
Was tragen Blauzapfenzellen zur Sehfunktion bei?
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