Wie gehen Tiere mit Lichtbrechung in verschiedenen Medien um?

Für einen Menschen ist beim Tauchen unter Wasser aufgrund des anderen Brechungsindex des Wassers im Vergleich zu dem von Luft, an den wir gewöhnt sind, alles verschwommen. Wie gehen Tiere wie Schildkröten, Robben oder Pinguine mit diesem Unterschied um, wenn sie das Medium wechseln? Sind sie an der Oberfläche nahezu blind und können unter Wasser fokussieren oder umgekehrt? Können sie sich spontan an unterschiedliche Brechungsindizes anpassen? Wie?

Ich vermute, dass sie für eine bestimmte Umgebung optimiert sind. In der anderen müssen sie sich vielleicht auf andere Sinne verlassen.

Antworten (1)

Es ist komplizierter als das, aber ... Ich glaube nicht, dass es so viel mit dem Brechungsindex von Wasser zu tun hat, sondern eher mit der Form unserer Hornhaut und dem Verlust dieses Formvorteils unter Wasser, denn wenn die Augen es sind Geschützt durch eine Schutzbrille kann man unter Wasser ziemlich klar sehen (ähnlich wie eine Kamera, da die Form ihrer Linsen nicht beeinflusst wird). Jede Veränderung der Form der Hornhaut verändert die Art und Weise, wie Licht durch das Auge fällt, und führt zu einer Veränderung des Sehvermögens. Das Folgende ist aus Ch. 9 Optik der Augen von Meerestieren, aus Light and Life in the Sea :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bei Pinguinen (und Schildkröten) ist das anders: Die Oberfläche ihrer Augen, die Hornhaut, ist nicht so stark gewölbt wie bei Menschen (sie ist viel flacher), und die Linse ist viel runder (was bedeutet, dass sich die Form mehr ändern kann als unsere relativ flache Linsen können), damit der Unterschied zwischen Luft und Wasser nicht so groß ist und das Licht nicht zu stark gebrochen wird. Außerdem sind die Ziliarmuskeln (nicht zu verwechseln mit den Pupillenmuskeln), die die Augenlinse (hinter der Pupille) halten, stärker und erhöhen ihre Akkommodation, sodass ein Pinguin im Wasser eine scharfe Sicht hat. Oder wie in A Survey of Vertebrate Strategies for Vision in Air and Water angegeben

Während die Hornhaut normalerweise das wichtigste Brechungselement des Landauges ist, hat sie für ein aquatisches Wirbeltier keine oder nur geringe Auswirkungen auf die Brechung.

Sehen Sie den Unterschied in diesen vier Wirbelgruppen (die erste ist der Mensch, die zweite ein Fisch, die dritte Wale (ähnlich wie Pinguine) und die vierte Sirenen - Seekühe und Dugongs) 1 :

Penguins.info
[ 1 ] Vergleichende Anatomie und Physiologie des Sehens bei aquatischen Tetrapoden

Diese Antwort ist großartig und scheint machbar. Vielen Dank!!! Kurz gesagt: Die Wirkung der Lichtbrechung in verschiedenen Medien ist nur für Wesen mit stark gewölbter Hornhaut und flachen Linsen ein Problem. Bedeutet dies, dass z. B. Pinguine innerhalb und außerhalb des Wassers aufgrund ihrer Fähigkeit, ihre Linsen viel stärker zu biegen, eine scharfe Sicht haben als Menschen. Dadurch wird ihr visuelles System weit überlegen. Oder gibt es Nachteile bei einem flachen Hornhaut-Design?
Nein, Sie haben es genau richtig. Ihr Objektiv erledigt die ganze Arbeit. Sie können im oder außerhalb des Wassers gut sehen, weil ihre Hornhaut wenig mit ihrem Sehvermögen zu tun hat.
Gute Antwort .. Aber der Brechungsindex spielt eine Rolle und die Konvexität der Linse, wie Sie zu Recht erklärt haben, korrigiert dies. Ich hatte über die stark konvexe Linse von Fischen gelesen, war mir aber nicht bewusst, dass Tauchtiere eine flexible Linse haben.
Wie gehen Tiere mit Lichtbrechung in verschiedenen Medien um?
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