Susann Koch | Maximilian Göhner

Alle Mann unter Deck!

Susann Koch | Maximilian Göhner

Ein typischer Hollywood-Pirat hat ein Holzbein, manchmal einen Enterhaken als Hand, einen Papagei auf der Schulter und eine Augenklappe. Eine solche könnten auch echte Piraten getragen haben, um sich schneller an die unterschiedlichen Helligkeiten auf und unter Deck anzupassen.

Eine Augenklappe lässt nicht nur Film-Piraten, sondern auch den Wikinger „Halvar, den Vater des kleinen Comic-Helden „Wickie, gefährlicher aussehen. Dass echte Piraten häufig Augenklappen trugen, ist historisch nicht belegt. Es wird aber darüber spekuliert, dass viele Piraten und andere Seeleute ihre Netzhaut verbrannten, wenn sie beim Navigieren mit einem Sextanten oder Jakobsstab die Sonne anpeilten. Das verletzte oder erblindete Auge verbargen sie dann unter einer Augenklappe.
Eine andere Erklärung für das Tragen einer Augenklappe ist biologischer Natur: Die Augenklappe erleichterte die Adaptation an die Helligkeit über und die Dunkelheit unter Deck. Wer aus dem Hellen ins Dunkle hinabstieg, musste lediglich die Augenklappe auf das andere Auge schieben: Das bisher abgedeckte Auge war bereits an geringe Lichtintensitäten adaptiert.
Die Anpassung des menschlichen Auges an unterschiedliche Lichtverhältnisse erfolgt vor allem durch zwei Mechanismen: durch den Pupillenreflex und durch die photochemische Adaptation.
Schneller Schutz vor Blendung: der Pupillenreflex
Durch die schwarze Pupille im Zentrum der pigmentierten Iris gelangt das Licht ins Augeninnere. Zwei Muskelsysteme regulieren den Lichteinfall (Material 2; Schmidt/Lang/Heckmann 2010):
1. Starker Lichteinfall führt innerhalb von 0,3 – 0,8 Sekunden zum Zusammenziehen der inneren, ringförmigen Irismuskulatur und somit zu einer Verkleinerung der Pupille (Miosis). Bei schwächeren Lichtverhältnissen entspannt sich die zirkuläre Irismuskulatur und die Pupille wird größer (Mydriasis).
2. Gegenspieler der zirkulären Irismuskulatur sind radiär zur Pupille angeordnete Muskeln. Sie kontrahieren bei schwachen Lichtintensitäten und entspannen bei hohem Lichteinfall.
Im Normalfall sind beide Pupillen rund und gleich weit. Auch bei Belichtung nur eines Auges kontrahieren sowohl die Pupille des beleuchteten Auges (direkte Lichtreaktion) als auch die des nicht beleuchteten Auges (konsensuelle Lichtreaktion; Schmidt u.a. 2010). Dies lässt sich damit erklären, dass sich die afferenten Nervenbahnen beider Augen kreuzen und über Interneurone verbunden sind (Huppelsberg/Walter 2009).
Erhöhte Lichtsensibilität: Photochemische Adaptation
Auf die Netzhaut treffendes Licht wird in den Photorezeptoren von dem Pigment Rhodopsin absorbiert. Das Molekül besteht aus Retinal, das die Lichtquanten „einfängt, und Opsin, das Folgereaktionen initiiert. Das Retinal ist kovalent an das Opsin gebunden. Bei Belichtung werden beide getrennt. Damit verliert das Rhodopsin seine rötlichblaue Farbe und bleicht aus.
Vor einer Belichtung liegt das Retinal als 11-cis-Konfiguration, nach der Aufnahme eines Photons als all-trans-Konfiguration vor (Schmidt/Schaible 2006). Als Folge der Konformationsänderung ändert sich auch die Form des Opsins. Nach Schließen von Kationenkanälen in der Zellmembran entsteht ein hyperpolarisierendes Sensorpotenzial. Bei Überschreitung eines bestimmten Schwellenwerts wird ein Aktionspotenzial ausgelöst, das über nachgeschaltete Nervenzellen ins Gehirn gelangt und dort verarbeitet wird.
Die 11-cis-Form des Retinals absorbiert Wellenlängen des sichtbaren Lichts, die all-trans-Form nur UV-Licht. Die Wiederherstellung der 11-cis-Form dauert Minuten bis Stunden, denn das all-trans-Retinal diffundiert in die Zellen der Pigmentschicht und wird über verschiedene Zwischenstufen enzymatisch in das 11-cis-Retinal überführt. Nach der Diffusion zurück in das Außensegment eines Photorezeptors verbindet es sich wieder mit einem Opsin-Molekül. Dieser Vorgang ist die Grundlage der photochemischen Adaptation: Fällt längere Zeit kein Licht auf die Netzhaut,...
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 413 / 2016

Hollywood-Biologie

Beitrag aus Zeitschrift Unterricht Biologie Unterricht (45-90 Min) Schuljahr 9-10