Wie können manche Tiere ultraviolettes oder infrarotes Licht sehen?

Kurze Antwort
Bei Säugetieren wurden spezielle UV-Kegel sowie Photorezeptoren mit sekundärer Spitzenempfindlichkeit im UV-Bereich gefunden. Tatsächlich sind menschliche blaue Zapfen empfindlich gegenüber nahem UV.

Hintergrund
Beim Menschen wird allgemein akzeptiert, dass das sichtbare Spektrum von 390 bis 700 nm reicht . Abbildung 1 zeigt die spektralen Empfindlichkeiten der verschiedenen Photorezeptoren beim Menschen.

^{Abb. 1. Spektrale Empfindlichkeit der vier Rezeptorklassen. Quelle: Wikibooks; Sensorische Systeme}

Bei wirbellosen Tieren ist eine Empfindlichkeit gegenüber nahem UV-Licht weit verbreitet. Einige Nagetiere (Mäuse, Rennmäuse und Gophers) weisen jedoch auch einen Empfindlichkeitspeak bei 359–511 nm auf. Bei diesen Nagetieren und einigen Beuteltieren, die gegenüber UV empfindlich sind, wird angenommen, dass dies auf einen bestimmten speziellen Zapfentyp zurückzuführen ist, der gegenüber nahem UV empfindlich ist ( Jacobs et al ., 1991 ; Winter et al . , 2003 ). Nahes UV wird als UV-A bezeichnet und umfasst 315–380 nm . Ebenso scheinen Vögel eine dedizierte, vierte Zapfenklasse zu haben, um UV zu erkennen (Benett & Cuthill, 1994) .

Bei der farbenblinden Blumenfledermaus wurde die UV-Empfindlichkeit einem Photorezeptor mit zwei Spitzenempfindlichkeiten zugeschrieben – eine im grünen Bereich und die andere bei etwa 365 nm und bis hinunter zu 310 nm (Winter et al . , 2003) . Daher kann UV-Empfindlichkeit durch Zapfen mit breiten Empfindlichkeiten bis in den UV-Bereich hinein verliehen werden .

Tatsächlich hat sich gezeigt, dass das aphakische menschliche Auge (Augen mit entfernter Linse nach einer Kataraktoperation sind aphakisch) gegenüber nahem UV empfindlich ist . Wie in Abb. 1 zu sehen ist, sind die blauen Zapfen tatsächlich ziemlich empfindlich gegenüber nahem UV. Es scheint, dass die Linse einen Großteil des UV-Lichts absorbiert , wodurch UV-Licht für Menschen mit gesunden Augen nutzlos wird (Griswold & Stark, 1992) .

Die Infrarot (IR)-Empfindlichkeit bei Schlangen wird durch Grubenorgane und nicht über die Augen vermittelt. Grundsätzlich sind sie Wärmesensoren und vermitteln wahrscheinlich nicht das Sehen als solches (Newman et al ., 1982) . Ich konnte keine relevanten Informationen zum IR-Sehen finden oder wie es vermittelt werden sollte. Tatsächlich bezweifle ich, dass IR überhaupt zum Sehen verwendet wird, dh um die visuelle Szene zu rekonstruieren. IR-Sicht wird eher in Form von allgemeiner Brunsterkennung verwendet.

<sub>Referenzen
- Benett & Cuthill, Vis Res (1994); 34 (11): 1471–8
– Griswold & Stark, Vis Res (1992); 32 (9): 1739-43
- Jacobs et al ., Nature (1991); 353 : 655–6
– Newman et al ., SciAm (1982); 246 (3): 116–27
– Winteret al ., Nature (2003); 425 : 612-4</sub>

Ja, sie haben verschiedene Fotorezeptoren sowie die Schaltung, um die Informationen von diesen Fotorezeptoren zu interpretieren. Menschen haben 3 Arten von Zapfen, die so abgestimmt sind, dass sie am besten auf rotes, grünes oder blaues Licht reagieren, aber es ist kein Ein- oder Aus-Signal. Ein roter oder blauer Kegel kann immer noch in grünlichem Licht feuern, er feuert nur viel seltener. Das Gehirn nimmt diesen Input und berechnet die Farbe basierend auf den relativen Feuerraten der roten/blauen/grünen Zapfen.

Ein Tier, das im UV- oder Infrarotbereich sehen kann, benötigt also sowohl die Photorezeptoren, die auf diese Lichtwellenlänge reagieren, als auch die Fähigkeit, diese Reaktion in das Gesamtbild zu integrieren, wie alle Photorezeptoren feuern.