Aus dem Buch „Wale – Hautnah"

Unser nahezu kugeliges Auge, weshalb man auch von Augapfel spricht, hat einen Durchmesser von ca. 2,5 cm und besteht aus drei Gewebeschichten, sowie der Linse und dem Glaskörper der mit einer gallertartigen Masse gefüllt ist. Der Augapfel liegt, umgeben von einem gleitfähigen Fettkörper, gut behütet in den von den Schädelknochen gebildeten Augenhöhlen. Die drei Gewebeschichten bilden dabei die Wand des Augapfels. Die erste äußere Schicht mit der Hornhaut und der Lederhaut, die zweite mit Aderhaut und Iris und auf dem hinteren Teil die dritte Schicht mit der Netzhaut.

Die äußere Lederhaut hat eine weißliche Farbe und trägt deshalb auch den Namen „weiße Augenhaut“. Schauen wir in den Spiegel ist diese weiße Lederhaut, als das „Weiße“ in unserem Auge sehr gut zu erkennen. Sie reicht von der hinteren Eintrittsstelle des Sehnervs, umschließt den Augapfel fast vollständig, geht vorne in die durchsichtige und gefäßfreie Hornhaut über und hat die Aufgabe das Auge in Form zu halten und zu schützen. Zwischen der Lederhaut und der Netzhaut liegt auf der zweiten mittleren Gewebeschicht die Aderhaut, die mit ihren vielen Blutgefäßen die anliegenden Schichten mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt. Wenn wir in den Spiegel schauen können wir manchmal die kleinen roten Aderhautgefäße durch das „Weiße“ in unserem Auge durchschimmern sehen.

Auffallendes Merkmal des Vorderabschnittes der Aderhaut ist die für unsere Augenfarbe verantwortliche Regenbogenhaut, auch Iris genannt. Beeinflusst wird diese durch das Pigment Melanin. Eine hohe Melaninkonzentration ergibt braune Augen, während ein geringerer Pigmentanteil die Iris, je nach Dosierung, grün, blau oder grau erscheinen lässt.

In der Mitte der Iris ist ein rundes Loch, die Pupille. Mit Hilfe von Muskeln kann die Iris die Pupille vergrößern oder verkleinern und dadurch steuern, wie viel Licht durch die Pupille auf die Linse und dahinter befindliche Netzhaut fällt.

Unsere Linse hat im entspannten Zustand die Form einer Ellipse, ist mehr flach und dünn und regelt in dieser Form das Scharfsehen für die Entfernung. Muskeln, die an der Linse mit dem Augapfel verbunden sind versetzen uns in die Lage, durch eine Wechselwirkung von Anspannung und Entspannung, die Form der Linse zu verändern und so verschiedene Krümmungsgrade zu erzeugen. Ziehen sich diese Muskeln zusammen und die Linse nimmt eine rundere Form an, können wir die Gegenstände im Nahbereich gut erkennen.

Die von der Linse gebündelten Lichtstrahlen werden, nach dem „scharf“ stellen, weiter durch den Glaskörper auf die innere Gewebeschicht des Augapfels, auf die Netzhaut weitergeleitet, wo zunächst ein umgekehrtes, verkleinertes Bild entsteht.

Die Netzhaut arbeitet dann weiter wie ein Bildbearbeitungsprogramm auf dem Computer, denn bevor das Bild weitergeleitet wird sind die Lichtrezeptoren und die Netzhautnervenzellen dafür zuständig die Bewegungen im Bild deutlicher darzustellen, den Bildkontrast zu verbessern und die Farben leuchtender zu machen.

.In der Netzhaut sitzen zudem die retinalen Ganglienzellen, Nervenzellen, deren Fortsätze als «Sehnerven» die elektrisch verschlüsselten Signale ins Hirn leiten.

Die lichte Welt hört also an der Netzhaut auf.

Licht spielt somit für unser „Sehen“ eine sehr große Rolle, damit wir uns in unserer Umwelt orientieren können.

Doch trotz ihres geringen Sehvermögens sind die Augen der Meeressäuger Glanzstücke der Evolution. Sie haben sich hervorragend an die marinen Lebensumstände angepasst und in den Augen der Wale können wir erstaunliches entdecken, denn Hornhaut, Lederhaut, Linse, Netzhaut und vieles mehr, sogar Tränenflüssigkeit finden wir in ihren Augen wieder.

Auch für ihren Schutz ist ausreichend gesorgt, denn die weiße Außenhaut des Auges, die Lederhaut, ist bei Walen besonders dick, fast steinhart, weshalb sie auch Sclera genannt wird, welches aus dem griechischen „ Skleros = hart“ abgeleitet wird, und das Auge vor Verformungen schützen soll, während die ölige Flüssigkeit der Tränendrüsen die Hornhaut schützt.

Die menschlichen Augen sind fast kugelförmig, wobei die Augen der Wale eher mit einer Halbkugel zu vergleichen sind, da sie im vorderen Bereich deutlich abgeflacht sind. Zudem ist ihre Augenfarbe fast ausschließlich braun, da ihre Iris stark pigmentiert ist und eine hohe Melanin-Konzentration aufweist. 

Aber nicht nur der Pottwal, sondern auch wir Menschen besitzen nicht diese Fähigkeit einer eingebauten negativen Kontaktlinse, denn wir alle haben schon die Erfahrung gemacht, dass mit geöffneten Augen Unterwasser für uns alles unscharf und verschwommen erscheint.

Der Grund dafür liegt in der unterschiedlichen optischen Dichte von Wasser und Luft. Um bei uns Menschen ein scharfes Bild entstehen zu lassen wird das Licht bereits an der Oberfläche der Hornhaut gebrochen, die es dann an die Linse weiterleitet. Diese wiederum leitet es gebündelt auf die Netzhaut, an den gelben Fleck, den Punkt des scharfen Sehens. Hierbei muss der Abstand zwischen Objekt, Augenlinse und Netzhaut in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.

Durch Krümmung der Linse können wir die Brennweite verändern und somit den Abstand zwischen Objekt und Linse scharf stellen. Durch die festgelegte Linsengröße des Auges kann jedoch der Abstand der Augenlinse zur Netzhaut niemals verändert werden.

Durch die höhere Dichte des Wassers wird Licht beim Eintritt von Luft in Wasser gebrochen und gestreut. Es trifft unterschiedlicher auf die Hornhaut als in der Luft. Unsere Linse muss sich nun wesentlich stärker anpassen um den Abstand zwischen Objekt und Linse scharf zu stellen. Das gelingt ihr jedoch nur bedingt und dadurch wird das Bild, welches sie an die Netzhaut, weiterleitet nicht mehr im richtigen Abstand transportiert. Das entstandene Bild landet somit quasi hinter der Netzhaut und wir sehen es verschwommen.

Die Wale haben dies Problem mit der sogenannten negativen eingebauten Kontaktlinse gelöst. Wollen wir unter Wasser scharf sehen, bräuchten wir eine Brille mit 40 Dioptrien oder wir setzen einfach eine Taucherbrille auf. Dadurch entsteht vor der Hornhaut wieder die normale Dichte von Luft und unsere gewohnte Lichtbrechung. Wir sehen wieder klar.

Meeressäuger sind jedoch nicht nur stark kurzsichtig, sie sind sogar gegenüber uns Menschen und anderen Säugetieren, farbenblind.

Für  unser  Farb- und Lichtsehen sind  etwa 127 Millionen Zellen der Netzhaut verantwortlich. 120 Millionen dieser Zellen sind sogenannte Stäbchen die sehr lichtempfindlich sind und nur hell und dunkel unterscheiden können. Die anderen 7 Millionen werden Zapfen genannt und in drei Arten unterteilt. Sie sprechen jeweils auf das  Licht des blauen, des grünen und des roten Wellenlängenbereiches an weshalb man bei uns auch von einem trichomatisches Farbsehen spricht. Aus Mischungen dieser drei Grundfarben sind wir in der Lage fast zehn Millionen Farbtöne zu unterscheiden.

Die meisten Säugetiere besitzen nur zwei Zapfentypen, nämlich die Blau – und Grünzapfen. Einige haben  nur Blau und Rotzapfen. Dieses Bichromatische Farbsehen ist gewissermaßen die Grundausstattung der Säugetiere. Doch zwei große Gruppen der Meeressäugetiere, die Wale und Robben, fallen aus diesem Muster völlig heraus. 

Leo Peichl vom Max-Plank-Institut für Hirnforschung, Günther Behrmann vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven sowie Ronald Kröger aus Schweden stießen bei gemeinsamen Untersuchungen von 14 verschiedenen Arten von Zahnwalen, Seehunden und Seelöwen auf ein erstaunliches Defizit. Walen und Robben fehlen sogar noch  die Blauzapfen. Sie besitzen lediglich eine einzige Zapfenart, nämlich die Grünzapfen. Sie sind somit Zapfen–Monochromaten und praktisch farbenblind.

Für die Pottwale dürfte der Verlust der Blauzapfen sowieso ohne Belang sein, denn ihre meiste Zeit verbringen sie mit Tauchen und in die Tiefen in die sie vordringen, spielen Farben und Licht ohnehin keine große Rolle mehr.

Um jedoch noch in geringeren Tiefen das Restlicht effizienter zu nutzen, haben die Wale eine reflektierende Spiegelschicht, das Tapetum lucidum entwickelt, welche hinter der Netzhaut liegt. Zweifellos kennen wir alle die hell grün aufleuchtenden Augen einer Katze oder des Hundes wenn sie abends von den Strahlen einer Autolampe oder vom Blitzlicht eines Fotoapparates angeleuchtet werden. Diese lichtverstärkende Schicht dient dazu das einfallende Licht einzufangen und wieder zurückzuwerfen, wobei das Licht erneut die Netzhaut passiert.

Dieses Hin und Her verbessert die Lichtempfindlichkeit, denn die Sinneszellen auf der Netzhaut haben damit eine zweite Chance, auf das einfallende Lichtquantum zu reagieren und somit besser und mehr zu verwerten. Viele nachtaktive Landsäugetiere besitzen dieses Tapetum lucidum, bei den Meeressäugern besteht lediglich der Unterschied darin, dass ihres etwas grauer anstatt grün aufleuchtet.