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Fischen Sie wie die anderen von Wirbeltieren und vielen anderen Wirbellosen haben Mechanismen entwickelt, um Licht wahrnehmen zu können, das mit der Tiefe schnell verschwindet. Lassen Sie uns die Vision in Fischen sehen.
- DIE VISION IM FISCH: DIE WELT AUS DEN AUGEN EINES FISCHS
Vision ist nichts anderes als die Wahrnehmung des Lichts der Umwelt, die uns umgibt. Weil die Fische in der aquatischen Umwelt leben, stirbt das Licht schnell aus. Außerdem, weil sie leben in sehr unterschiedlichen Lebensräumen, das System zur Wahrnehmung von Licht variiert erheblich zwischen den Arten.
- DAS NIEDRIGE LICHT DES WASSERS
Bevor Sie über das Sehen bei Fischen sprechen, ist es wichtig, das Lichtmuster mit zunehmender Tiefe zu verstehen.
Wie bereits erwähnt, verschwindet das Licht mit der Tiefe schnell, aber Nicht alle Farben tun es gleich: Rotes Licht wird in den ersten 10 Metern absorbiert, Orange und Gelb in 30 m Höhe, Grün in 50 m Höhe und Blau in 200 m Höhe. Aus diesem Grund sehen wir beim Tauchen den Seestern in Schwarz!
Die Lichtmenge in der Wassersäule hat Ozeanographen ausgezeichnet sh zwei Zonen: Der Bereich, in dem Licht vorhanden ist, wird als photisch bezeichnet und in dem das Licht es nicht erreicht, wird als aphotisch (aus 1.000 Metern Entfernung) bezeichnet. Die photische Zone kann unterteilt werden in:
- Euphotische Zone: Dies ist die oberflächlichste und die Schicht, in der photosynthetische Organismen Photosynthese durchführen können. Obwohl es variieren kann, wird normalerweise angenommen, dass es bis zu 200 m erreicht.
- Oligophotische Zone: Dies ist der Bereich, der genug empfängt Sonnenlicht, das Organismen sehen können, aber das reicht nicht aus, um eine Photosynthese durchzuführen (zwischen 200 und 1.000 m).
Die Organisation von Fischaugen ähnelt der von Säugetieren, obwohl sie ihre Besonderheiten aufweist.
Die Linsen von Knochenfischen sind kugelförmig, während sie in Elasmobranchen leicht abgeflacht sind und eine hohe Brechkraft haben, da die Hornhaut in direktem Kontakt mit Wasser steht. Um die Bilder zu fokussieren, ändern sie außerdem nicht die Form des Objektivs, sondern bewegen sie vorwärts oder rückwärts. Dieser Mechanismus wird auch von Schlangen ausgeführt.
Eine weitere Kuriosität des optischen Systems besteht darin, dass sich die Iris bei vielen Fischen nicht zusammenziehen kann, sodass sie die Pupille nicht schließen können, wenn die Lichtintensität zunimmt. Um eine Überbelichtung zu vermeiden, ändern die Zapfen und Stäbchen (die Photorezeptorzellen, die ersten erkennen die Farben und die zweiten nicht) ihre Form und die Melanosomen (Organellen mit Pigment) sind so angeordnet, dass sie „Schatten“ erzeugen. Der umgekehrte Prozess tritt auf, wenn das Licht knapp ist.
Fische können bis zu 4 verschiedene Kegeltypen haben, von denen einer ultraviolettes Licht erkennt. Die ultravioletten Zapfen dienen zum Nachweis des Planktons, obwohl nicht alle über sie verfügen. Einige haben sie nur, wenn sie Larven sind, andere nur in bestimmten Stadien des Erwachsenenlebens. Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) haben sie beispielsweise nur, wenn sie im Fluss leben.
Es gibt Fische, die nur Ruten haben, wie Elasmobranchen und Tiefseefische, so dass sie keine Farben sehen können.
Ein weiterer bemerkenswerter Unterschied besteht darin, dass bei Teleosts die Augen während des gesamten Lebens wachsen und daher auch die Netzhaut. Darüber hinaus kann sich die Netzhaut bei Beschädigung regenerieren.
Schließlich präsentieren einige nachtaktive Fische und Haie unter anderem das Tapetum lucidum hinter der Netzhaut, dessen Funktion darin besteht, zu den Lichtstrahlen der Netzhaut zurückzukehren die aus der Netzhaut entkommen sind, um das Sehvermögen zu verbessern. Dies hat auch einige Säugetiere, wie die Katze.
- ÄNDERUNGEN DER AUGEN BEI MIGRATORISCHEN FISCHEN
Die Anpassungsfähigkeit des Fisches ist so groß, dass bei Zugfischen sogar Augenveränderungen auftreten. Neunaugen zum Beispiel sind Fische, die von Flüssen in Meere wandern. In jeder Umgebung haben sie ein anderes Pigment: In Süßwasser ist es Porfiropsin (rote Farbe) und im Meer Rhodopsin (blau).
Aale, die ebenfalls den Lebensraum verändern, können auch ihre Augen verändern. Wenn sie kurz vor der Migration ins Meer stehen, verdoppelt sich unter anderem der Durchmesser des Auges, die Größe der Linse und die Anzahl der Zapfen (sie machen vor Beginn der Migration nur 3\% der Photorezeptoren aus).
- DIE VISION IN TIEFEN FISCHEN
Tiefseefische präsentieren eine Reihe von Anpassungen an das Leben am Boden der Ozeane. Im Falle des Sehens präsentieren sie sie auch.
Die mesopelagischen Fische (die in der Oligofótica-Zone leben) zeichnen sich durch große Augen mit breiten Pupillen und großen Linsen aus.Einige Arten, wie das Teleskop (Gigantura), haben auch röhrenförmige Augen.
Der transparente Kopffisch (Macropinna Microstoma) hat auch röhrenförmige Augen, die normalerweise nach oben gerichtet sind, um die Silhouetten des Fisches zu erkennen. Im Gegensatz zu anderen Fischen mit dieser Art von Augen können Sie Ihre Augen nach vorne drehen.
Die bathypelagischen Fische (leben unter 1.000 Metern) ) haben in der Regel im Gegenteil kleine Augen oder degenerieren sie. In diesem Fall haben die Augen im Vergleich zum Rest des Auges sehr große Linsen, wodurch sie keine klaren Bilder erstellen können und außerdem nur die Objekte neben ihnen erkennen können.
- DIE ANPASSUNG DER VISION AN DIE DUNKELHEIT
Wenn ein Fisch von einem beleuchteten Bereich in einen dunklen übergeht Zum einen erfolgt die Anpassung an die zweite Bedingung in zwei Phasen: In der ersten Phase ist die Empfindlichkeit hauptsächlich auf die Zapfen zurückzuführen, während in der zweiten Phase die Stöcke dominieren.
Im Zebrafisch (Danio Rerio) dauert die erste Phase beispielsweise 6 Minuten und die Empfindlichkeit ist hauptsächlich auf die Zapfen zurückzuführen. Nach dieser Zeit ist die Empfindlichkeit hauptsächlich auf die Stöcke zurückzuführen. Damit die Stäbe mit maximaler Leistung „arbeiten“ können, benötigen sie eine 20-minütige Dunkelanpassungsperiode.
- ANDERE NEUGIERIGE ANPASSUNGEN VON DIE AUGEN DES FISCHS
Es gibt einige Fischarten, die einige Anpassungen der neugierigsten in den Augen aufweisen. Wir hinterlassen Ihnen eine Probe.
Der Fisch Limnichthys fasciitis ist ein kleines Tier, das in flachem und gut beleuchtetem Wasser lebt, das im Sand vergraben ist und nur die Augen nach außen zeigen. Die Netzhaut ist sehr dick, zeigt jedoch an einer Stelle eine abrupte Verengung der Netzhaut, wodurch die Bilder an dieser Stelle vergrößert werden. Mit anderen Worten, dieser Fisch hat eine teleskopische Sicht, dh wenn er ein Teleskop in den Augen hat.
Der Fisch Limnichthytes Fasciatus hat teleskopische Sicht, auch an die Luft angepasst. Um eine gute Sicht aus dem Wasser zu erhalten, hat die Hornhaut nicht kugelförmig, sondern eine dreieckige Form mit drei flachen Bereichen.
Ein Fisch mit extremer Anpassung an Wasser- und Luftsicht ist die vieräugiger Fisch (Anableps anableps). Diese Süßwasserarten schwimmen mit der oberen Hälfte jedes Auges aus dem Wasser und mit der unteren Hälfte nach innen. Sowohl die Linsen als auch das gesamte Auge sind extrem asymmetrisch, sodass sie sowohl außerhalb als auch innerhalb des Wassers perfekt aussehen. Wenn Sie diesen Fisch sehen möchten, wie Sie mit halb im Wasser getauchten Augen schwimmen.
Wie Sie gesehen haben, ist das Sehen bei Fischen viel komplexer als es scheint, da Wasser die Anatomie von weitgehend bestimmt die Augen und ihre Anpassungen. Kennen Sie einen anderen merkwürdigen Fall von Sehvermögen bei Fischen? Hinterlassen Sie unten einen Kommentar.
Antwort
Die Kehrseite dieser Frage lautet: Was macht etwas sichtbar? Damit etwas für das menschliche Auge sichtbar ist, muss es mit Licht im sichtbaren elektromagnetischen Spektrum interagieren (etwa 400 – 700 nm für Menschen).
Wenn Licht durch ein Objekt fällt, ist eines von vier Dingen kann passieren:
1. Absorption: Dies tritt auf, wenn die Lichtphotonen mit den Elektronen im Material interagieren und das Photon seine Energie an das Elektron abgibt. Das Ergebnis ist, dass sich das Elektron auf ein höheres Energieniveau bewegt und das Photon verschwindet. Dadurch sehen Objekte undurchsichtig aus. Die Farbe eines undurchsichtigen Objekts hängt von dem Frequenzbereich ab, den es nicht absorbiert hat.
2. Reflexion: Dies tritt auf, wenn das Photon seine Energie an das Elektron abgibt, aber ein anderes Photon mit identischer Energie emittiert wird.
3. Transmission: Das Photon interagiert mit keinem Elektron im Material und Licht tritt mit der gleichen Frequenz aus dem Material aus, mit der es hereingekommen ist.
4. Streuung: Wie Joshua Engel erwähnt, interagiert das Licht mit Materie oder Strukturen in der Materie, die in einer anderen Richtung absorbiert und wieder emittiert werden. Warum ist der Himmel blau?
Luftmoleküle sind spärlich verteilt, sodass Licht, das durch Luft strömt, eine geringe Chance (aber nicht Null) hat der Wechselwirkung mit Luftmolekülen entlang ihrer Flugbahn. Wenn jedoch „viel Luft vorhanden ist (stellen Sie sich eine Strecke von 50 Meilen vor), summieren sich viele dieser unwahrscheinlichen Wechselwirkungen und die Wirkung der Luftmoleküle wird sichtbar. Rayleigh-Streuung, bei der der Himmel blau wird, begünstigt Licht in den blau / violetten Regionen und tritt auf, wenn wechselwirkende Moleküle viel kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind.
Ein Hinweis zu Trugbildern: Wenn Luft ist alle die gleiche Temperatur, Licht wandert in einer geraden Linie durch. Wenn jedoch ein stetiger Temperaturgradient vorliegt, folgt das Licht einem gekrümmten Pfad in Richtung der kühleren Luft. An einem heißen Sommertag mag die Straße „nass“ aussehen, aber was wir tatsächlich sehen, sind die Photonen des Himmels, die einen gekrümmten Weg nehmen.Der Temperaturgradient reflektiert tatsächlich das Licht vom Himmel, das unser Gehirn als Wasser interpretiert.