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Kurstag 5 – Histologie und Zytologie des Auges Vorkommen

Flachauge Cnidaria, Echinodermata, Mullusca

Aufbau

Funktion

Pigmentbecherauge Turbellaria, Lanzettfisch

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Linsenauge Cnidaria, Mollusca, Vertebrata

Bilder können wahrgenommen werden, verbessertes Richtungssehen, Anfänge Scharfsehen, nur einzelne Sinneszellen werden gereizt, Lochkameraauge → je enger Öffnung, desto schärfer Bild, aber weniger Licht

Schärfere Abbildung bei weiter Öffnung → scharf auch bei Schwachlicht, Bewegungswahrnehmung, konvergente Entstehung bei Cephalopoda & Vertebrata

Sehfleck becherartig eingesenkt

Konzentrierung Fotorezeptoren, ungefähres Richtungssehen

Vermittlung von Lichtintensitätund Richtung, verbessertes Richtungssehen

Allgemeines •

Gruben-, Blasenauge Napfschnecke, Gastropoda, Nautilus

Augen sind Sinnesorgane zur Wahrnehmung elektromagnetischer Strahlung (400700 nm) Früher: Fotorezeptoren – lichtempfindliche Nervenzellen durch Anordnung lichtempfindlicher Sehpigmente am apikalen Pol:  Membrangebundenes Protein: Opsin  lichtabsorbierende Gruppe: Retinal (Rhodopsin, Iodopsin)  Photon → Konformationsänderung Opsin → Nervenimpuls  Bauweisen: rhabdomerartig (bürstenartig → Protostomia), ziliar (mit Wimpern besetzt → Deuterostomia)  Einzelne, isolierte Fotorezeptoren in Haut von Anneliden und Echinodermaten (Hell-Dunkel-Kontraste, primitives Richtungssehen, kein räumliches Sehen!)  Fotorezeptoren meist in Verbänden: Retina (Netzhaut) → Richtungssehen, räumliches Sehen Evolutionäre Weiterentwicklung der Fotorezeptoren:  : Farbwahrnehmung (Anzahl variiert von Tier zu Tier) ▪ 0 Zapfen: kein Farbsehen → Lemure ▪ 1 Zapfentyp: keine Unterscheidung von Farben → Robben, Wale ▪ 2 Zapfentypen: dichromatisches Farbsehen (Rot-GrünBlindheit) → Hund, Katze, Pferd ▪ 3 Zapfentypen: trichromatisches Farbsehen (3 Primärfarben) → Affe, Mensch ▪ 12 Zapfentypen: 8 Rezeptoren für sichtbares Licht, 4 für UVLicht → Fangschreckenkrebs  Stäbchen: sehen bei Schwachlicht Wirbeltierauge mehrfach durch zufällige Mutation, dafür ist 1% Veränderung nötig (Sehfleck → Linsenauge), alle Linsenaugen aus einem Prototyp entstanden (Prototypen bei Plathelminten), Bestimmtes Gen notwendig

Wirbeltierlinse (Invers) • •

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Aufbau: Monofokal (runde Pupille), Multifokal (schlitzförmige Pupille) Fokus durch Verformung der Linse bei Reptilien, Vögeln und Säugern  weit: Zonulafasern gespannt, Ziliarmuskeln entspannt, Linse flach  nah: Zonulafasern entspannt, Ziliamuskeln gespannt, Linse rund bei Fischen, Amphibien, Schlangen (durch Verformung des Glaskörpers wird Abstand zwischen Linse und Retina variiert) inverses Auge: Fotorezeptoren vom Licht abgewandt  blinder Fleck: Durchstoßstelle Nervenfasern  gelber Fleck: höchste Dichte an Zapfen → schärfstes Sehen bei Tageslicht, keine Stäbchen (benötigt für Scharfsehen bei Schwachlicht!) Signalverarbeitung:  Stäbchen: Konvergenz - viele Stäbchen mit einer Bipolarzelle, viele Bipolarzellen mit einer Ganglienzelle  Zapfen: keine Konvergenz – Ein Zapfen mit einer Bipolarzelle, eine Bipolarzelle mit einer Ganglienzelle  Rezeptives Feld eines Ganglions unterteilt in gereizte Bereiche (on-Region) und gehemmte Bereiche (off-Region) → Ganglion integriert Informationen aus on & off → verbesserte Wahrnehmung von Hell-Dunkel-Kontrasten  erregte Horizontalzellen hemmen benachbarte Bipolarzellen (Laterale Hemmung) → Schwächt Ganglienerregung, erhöht Kontrast → Bipolarzellen über elektrische Synapsen mit Amakrinzellen verbunden (verarbeitet Infos von mehreren Bipolarzellen) Ausstülpung des Gehirns, Linse entsteht zellulär

Cephalopodenlinsenauge •

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Aufbau: Everses Auge: Fotorezeptoren dem Licht zugewandt Fokus: Veränderung der Lage der Linse Entstehung: Einstülpung der Ektodermis, Linse ist Sekretionsprodukt

Komplexauge • •

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bei Insekten, Krebstieren, Pfeilschwanzkrebsen besteht aus bis zu 30000 Einzelaugen → Ommatidien jedes Ommatidium hat lichtbrechenden Apparat und Retina und bildet einen Fleck aus der Umwelt ab bis 300 Einzelbilder/sek auflösbar (vgl. Mensch: 50) Zwei Typen von Komplexaugen:  Appositionsauge (Ommatidien voneinander getrennt, tagaktive Insekten)  Superpositionsa uge (Signale mehrerer Ommatidien können zusammengefüg t werden, Nachtaktive Insekten)...