Tetrachromat

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Ein Tetrachromat (griechisch tetra, "vier" und chroma, "Farbe") ist ein Lebewesen, welches vier Arten von Farbrezeptoren zum Sehen benutzt.

Grundlagen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Mensch hat meistens in der lichtempfindlichen Netzhaut des Auges drei verschiedene Arten von farbempfindlichen Fotorezeptoren, den Zapfen, und wird deshalb als Trichromat bezeichnet. Die Farbempfindlichkeit der Zapfen beruht auf den verschiedenen Absorptionsmaxima der jeweiligen Sehpigmente, bestehend aus S-, M- und L-Opsin und dem Chromophor Retinal. Bei Stäbchen tritt hingegen nur ein Sehpigment (Rhodopsin) auf, weshalb sie farbunempfindlich sind.

Viele Tiere, als Tetrachromaten bezeichnet, besitzen einen vierten Farbrezeptor, der beispielsweise im gelben oder im ultravioletten Bereich des Lichtes empfindlich ist. Ein vierter Farbrezeptor kann das wahrgenommene Farbspektrum vergrößern oder die Differenzierung innerhalb des wahrgenommenen Spektrums verbessern, sofern diese Farbwahrnehmung auch vom Gehirn verarbeitet wird.[1]

Primäre Tetrachromasie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Farbempfindlichkeit der Zapfen bei primärer Tetrachromasie

Viele Wirbeltiere[2] (Fische, Amphibien, Reptilien und Vögel), aber auch Arthropoden wie Springspinnen[3][4] und Insekten[2] sind Tetrachromaten. Zum Beispiel besitzt der Goldfisch zusätzlich zu den rot-, grün- und blauempfindlichen Zapfen einen UV-Zapfen, der sehr kurzwelliges, ultraviolettes Licht absorbieren und diese Information auch verarbeiten kann. Tetrachromasie dürfte somit eine weitverbreitete Eigenschaft des Wirbeltierauges sein. Auch Vögel nutzen die vierte Grundfarbe z. B. durch spezielle UV-Reflexionsmuster im Gefieder.[5]

Viele Höhere Säugetiere sind hingegen Dichromaten (mit nur zwei Typen von Zapfen), da ihre Vorfahren wahrscheinlich nachtaktiv waren und mit dieser Lebensweise der Verlust von zwei Photopigmenttypen in den Zapfen einherging (z. B. für UV). Bei Beutelsäugern gibt es allerdings Hinweise, dass diese nur ein Photopigment reduzierten und daher wahrscheinlich primär Trichromaten sind (nebenbei zeigt deren Retina noch andere „Reptilieneigenschaften“). Bei manchen Altweltaffen und daher letztendlich auch beim Menschen hat sich die Trichromasie durch partielle Verdoppelung des X-Chromosoms sekundär wieder entwickelt.

Sekundäre Tetrachromasie beim Menschen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Gene für L- und für M-Opsin liegen beim Menschen auf dem X-Chromosom. Da Frauen über zwei X-Chromosomen verfügen, kann bei ihnen – vor allem wenn sie einen deuteranomalen oder protanomalen Elternteil haben – ein zusätzlicher veränderter Farbrezeptor auftreten, dessen Empfindlichkeitsmaximum in der Regel zwischen denen des Rot- und des Grünrezeptors liegt und der somit als Gelb- oder Orangerezeptor zu qualifizieren ist. Dieser Vier-Farbpigment-Genotyp tritt bei ca. zwölf Prozent aller Frauen auf. Der Genotyp führt jedoch nur selten auch zu einer Tetrachromasie, da in der Regel keine getrennte neuronale Verarbeitung der Signale des vierten Farbrezeptors erfolgt. Einzelne Fälle experimentell verifizierter tetrachromatischer, also differenzierterer, Farbwahrnehmung wurden jedoch mittlerweile beschrieben.[6][7]

Sichtweisen von Tetrachromaten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Oberfläche vieler Früchte reflektiert UV-Licht. Dadurch ist es für Tiere mit dem Vermögen, UV-Licht wahrzunehmen, leichter, diese aufzufinden. Bestimmte Falkenarten entdecken die Spur ihrer Beute (zum Beispiel Wühlmäuse) anhand deren Markierungen, da Urin und Kot UV-Licht reflektieren, das diese Tetrachromaten sehen können.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. W. Backhaus, R. Kliegl, J. S. Werner: Color vision: perspective from different disciplines. Walter de Gruyter, 1998, ISBN 3-11-015431-5, S. 163–182.
  2. a b Gerhard Neuweiler, Gerhard Heldmaier: Vergleichende Tierphysiologie. Band 1: Neuro- und Sinnesphysiologie. Springer, Berlin/ Heidelberg 2003, ISBN 3-540-44283-9, S. 463–473.
  3. M. Stevens (Hrsg.): Sensory Ecology, Behaviour, and Evolution. Oxford 2013.
  4. A. Kelber u. a.: Animal colour vision - behavioural tests and physiological concepts. In: Biological Reviews. 2007. doi:10.1017/S1464793102005985
  5. T. Okano, Y. Fukada, T. Yoshizawa: Molecular basis for tetrachromatic color vision. In: Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol. 112(3), Nov 1995, S. 405–414. Review. PMID 8529019
  6. K. A. Jameson, S. M. Highnote, L. M. Wasserman: Richer color experience in observers with multiple photopigment opsin genes. In: Psychon Bull Rev. 8(2), Jun 2001, S. 244–261. PMID 11495112
  7. Gabriele Jordan u. a.: The dimensionality of color vision in carriers of anomalous trichromacy. In: Journal of Vision. 10, Nr. 8, 2010, S. 1–19.