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Fangschreckenkrebse: Die Durchblicker vom Meeresgrund

Fangschreckenkrebse: Die Durchblicker vom Meeresgrund lautet die Überschrift eines Artikels in Spiegel Online zu einer Gruppe von Meereskrebsen. Der Artikel enthält eine Reihe sehr ansprechender und farbenprächtiger Fotos, z.B.:

Aber nicht, dass die Tiere selbst sehr farbenprächtig sind, macht sie so interessant, sondern ihr Farbensehen. Das interessiert mich aus zwei Gründen. Zum einen philosophisch, weil Farben ein klassisches Beispiel für Qualia sind, zum anderen beruflich, weil ich mit Farbkameras arbeite. Zu Beginn des Spiegelartikels liest man:

Sieben Rezeptoren reichen, um alle Farben der Welt zu erkennen. Der Fangschreckenkrebs hat trotzdem zwölf. Schärfer sieht der brutale Jäger mit ihnen nicht – aber deutlich schneller.

Fangschreckenkrebse leben inmitten schillernder Farben. Mit ihren keulenartigen Fangwerkzeugen jagen sie in den Korallenriffen am Boden tropischer Ozeane, viele Arten leuchten selbst in auffälligen Mustern. Da verwundert es wenig, dass die Nuancen des Farbspektrums auch im Sehsinn der Krebse ungewöhnlich differenziert abgebildet sind.

Frühere Studien hatten ergeben, dass vier bis sieben verschiedene Farbrezeptoren ausreichen, um das komplette Spektrum zu erfassen – im Tierreich üblich sind nur zwei bis vier. Bei Fangschreckenkrebsen jedoch zählen Forscher ganze zwölf Rezeptortypen.

„Sieben Rezeptoren reichen, um alle Farben der Welt zu erkennen.“??? Welche Auffassung vom Begriff der Farbe liegt dieser Aussage zugrunde? Es gibt zwei verschiedene Standpunkte, die man vertreten kann:

Der erste Standpunkt: Farbe ist eine Sache der Farbwahrnehmung, In der Welt selbst existieren Farben gar nicht.

Viele Lebewesen verfügen über Augen, mit denen sie elektromagnetische Strahlen verschiedener Wellenlängen wahrnehmen können. Die meisten Menschen sind Trichromaten, d.h. sie verfügen in den Augen über Sinneszellen, die drei verschiedene spektrale Empfindlichkeitskurven haben. Im Wikipediaartikel über das Farbensehen ist das in aller Ausführlichkeit erläutert. Auch die folgende Abbildung über die Empfindlichkeitskurven stammt aus der Wikipedia:

Trifft jetzt farbiges Licht auf das Auge, werden die verschiedenen Zelltypen unterschiedlich stark angeregt, das Gehirn bildet daraus einen Farbeindruck. Der hat unter Umständen wenig mit den Wellenlängen der Quelle zu tun, oder warum empfindet man die Mischung aus rotem und grünem Licht als gelb, was sich ja schwer als Mischung von Rot und Grün erklären lässt? – Dieser erste mögliche Standpunkt erklärt Farbe als einen Effekt, der nicht in der Welt existiert, sondern ausschließlich in unserem Kopf – und dem vieler Tiere.

Eine abweichende Farbwahrnehmung haben Menschen, die nur über zwei verschiedene Rezeptortypen verfügen, die sogenannten Dichromaten. Beim Menschen führen Störungen eines der drei Rezeptortypen zur Rot-Grün-Blindheit, zur Grün- oder zur Blaublindheit. Eine Abweichung in die entgegengesetzte Richtung findet man beim Menschen bei den sogenannten Tetrachromaten. Ich habe hier schon einmal über experimentell nachgewiesene Fälle von Tetrachromatie beim Menschen geschrieben. Da die Betreffenden über vier Rezeptortypen verfügen, können sie Farben voneinander unterscheiden, die für trichromatische Menschen gleich aussehen. Überwiegend sind es Frauen, weil viele beteiligte Proteine auf dem X-Chromosom liegen.

Der zweite Standpunkt: Objekte, die Licht emittieren oder reflektieren, besitzen eine Farbe.

Das ist vermutlich die Haltung, die die meisten Menschen intuitiv einnehmen. Farben entstehen nicht im Kopf, sondern die Objekte, die wir sehen können, besitzen selbst eine Farbe. Nun ist es so, dass dieselbe Farbe durch die Abstrahlung verschiedener Wellenlängengemische zustande kommen kann. Eine gelbe Rose und eine gelbe Wandfarbe besitzen gewiss völlig verschiedene Farbpigmente, auch wenn unser Auge in beiden Fällen vielleicht denselben Gelbton wahrnehmen kann.

Mit welcher Auffassung von Farbe ist nun die Aussage „Sieben Rezeptoren reichen, um alle Farben der Welt zu erkennen.“ kompatibel? Meiner Meinung nach mit überhaupt keiner! Legen wir die Auffassung 1 zugrunde, nach der Farben bei der Wahrnehmung in unserem Kopf entstehen, dann reichen drei Rezeptortypen aus (oder vier, wenn wir Tetrachromatie als die Norm zugrunde legen) – denn wir sehen ja mit ihnen alle Farben, die wir sehen (Tautologie!). Auffassung 2 wiederum gestattet überhaupt keine Festlegung einer Höchstzahl von Rezeptortypen, denn es sind beliebige Kombinationen von Farbpigmenten vorstellbar, die, mit einer beliebigen Anzahl von Rezeptortypen kombiniert, zu einer beliebigen Anzahl möglicher Farben führen können. Oder anders gesprochen: Es sind beliebig viele Rezeptortypen möglich, mit denen Farben unterschieden werden können, die für uns Menschen völlig gleich aussehen.

Die Evolution auf der Erde hat ihre Lösungen unter einer Reihe von Restriktionen finden müssen: Welche Wellenlängen des Sonnenspektrums erreichen die Erdoberfläche? Welche Proteine haben welches lichtempfindliches Spektrum? Wie groß dürfen die Augen sein? (Infrarotes Licht hat größere Wellenlängen, deshalb müssen ortsauflösende IR-Sensoren größer sein.) Wie kann Licht in Zellen aufgefangen werden, ohne sie zu schädigen? (Das setzt dem Lichtempfang im ultravioletten Bereich seine Grenzen.) Außerdem müssen sich die Augen für die entsprechenden Lebewesen auch lohnen – sie dürfen weniger Energie für ihre Entwicklung und ihren Unterhalt verschlingen, als sie dem Träger in seinem Leben einbringen.

Verschiedene Tiergruppen haben unterschiedliche Lösungen für das Farbensehen gefunden, von Schwarzweißsehern, Di-, Tri- und Tetrachromaten bis jetzt zu den Krebsen mit ihren zwölf verschiedenen Rezeptortypen. Besser Farben sehen können sie damit offenbar nicht, weil (wie in der ersten Ansicht vertreten) auch das Gehirn eine wichtige Rolle spielt. Aber die Sieben-Rezeptoren-These bleibt trotzdem Unsinn!

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