Auge

Das Auge ist ein Sinnesorgan, das in der Lage ist, elektromagnetische Wellen im sichbaren Spektrum wahrzunehmen. Nahezu alle höhere Lebewesen haben zwei oder mehr in unterschiedlicher Weise ausgeprägte Augen. In der Regel nehmen die Augen elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen 380 nm bis 750 nm wahr, was wir als sichtbares Licht bezeichnen. Bei einigen Tieren reicht dieses Spektrum bis zu einer Wellenlänge von 350 nm, was im Bereich des UV-Lichts liegt. Die meisten Lebewesen auf der Erde können nur deshalb dieses enge Spektrum sehen, weil die Sonne das Maximum ihrer Strahlung in diesem Bereich hat.

Im Verlauf der Evolution hat sich das Auge vieler Arten mehrmals unabhängig voneinander entwickelt. Schätzungen gehen von etwa 40 Neuentwicklungen aus. Das betrifft beispielsweise die Augen der Wirbeltiere und Weichtiere (Mollusken). Sie ähneln sich zwar im Aufbau, verliefen aber, wie man das am Auge der Embryos sehen kann, unterschiedliche evolutionäre Entwicklungen. "Während sich das Auge bei Wirbeltieren durch eine Ausstülpung der Zellen entwickelt, die später das Gehirn bilden, entsteht das Auge der Weichtiere durch eine Einstülpung der äußeren Zellschicht, die später die Haut bilden."

In der Natur kommen neben Linsenaugen gelegentlich auch Spiegelaugen vor, die nach dem Prizip von Newton-Teleskop aufgebaut sind. Ein aus Guanin-Kristallen bestehender Spiegel wirft das Licht auf eine vor der Netzhaut liegende Linse, die zur optischen Korrektur dient. Diese Art von Augen haben viele in der Tiefsee lebenden Tiere wie die Kammmuschel (Pecten), der Tiefseekrebs (Gigantocypri), Hummer und Langusten. "Diese Form hat sich offenbar dort durchgesetzt, wo es weniger auf die Bildqualität und mehr auf die Lichtausbeute ankommt."

Die Augenlinse wirft ein kopfstehendes Bild der Außenwelt auf die lichtempfindliche Netzhaut. Das Bild wird erst im Gehirn "gedreht". In den ersten Lebensmonaten lernen wir, unsere Umwelt "aufrecht" zu sehen.

Die Umwelt wird von den farbempfindlichen Sehzellen - den Zapfen und den helldunkelempfindlichen Stäbchen wahrgenommen. Die Stäbchen sind etwa 10.000-mal lichtempfindlicher als die Zapfen. Wir besitzen etwa 6-7 Millionen Sehzäpfchen und weitere 120 Millionen Sehstäbchen. Jede Sekunde erreicht das Auge eine optische Information in der Größenordnung von etwa 10 Millionen Bit, aber höchstens 60 Bit können davon im Gehirn wirklich verarbeitet werden. Für den modernen Menschen, der im sog. Informationszeitalter aufgewachsen ist und es gelernt hat, in Mega- und Gigabyte-Dimensionen zu denken, müssten 60 Bit oder 7,5 Byte ungeheuer winzig vorkommen. Tatsächlich beschränkt sich unsere optische Wahrnehmung nicht auf nackte Informationsfülle, vielmehr ist der komplexe Sehvorgang ein Konglomerat aus geometrischen Vektoren und Mustern, Erinnerungen, Erwartungen und dergleichen. Das ist auch der Grund für die typischen optischen Täuschungen. Wir sehen oft das, was wir sehen wollen. Da es sich im Verlauf unserer Evolution als äußerst nützlich herausstellte, menschliche Gestalten, deren Gesichter und Emotionen auf Anhieb zu erkennen, übertragen wir auch diese Fähigkeit auf unbelebte Natur: wir sehen den Mann im Mond, in einem Tafelberg auf dem Mars meinen wir ein Gesicht zu erkennen, eine formlose Kartoffel nimmt das Aussehen einer berühmten Person an und ein Zusammenspiel zwischen Licht und Schatten erzeugt schnell eine mythische, furchterregende Figur.