Pigmentbecherocellen bei Planarien

Einfach entwickelte Tiere, wie die Plattwürmer aus der Gruppe der Planarien oder die Lanzettfischchen, verfügen über Pigmentbecherocellen oder auf Gutdeutsch Punktaugen. Diese Augen bestehen aus becherförmig gekrümmten Pigmentzellen (daher der Name). Ocellen oder Ocelli ist die Mehrzahl von Ocellus, was aus dem Lateinischen kommt und „Äuglein“ bedeutet. Ocellen sind aber keine weiteren zu erklärenden Dinge; so nennt man ganz einfach die Punktaugen.

In Abb.1 kann man die becherförmig gekrümmten Pigmentzellen erkennen, nämlich die mit schwarzen Punkten versehenen Vierecke. Ein Pigmentbecherocellus besteht aus einer Reihe aneinanderhängender Pigmentzellen, die sichel- bzw. becherförmig gekrümmt sind (vgl. Abb. 1 die Vierecke mit den schwarzen Punkten (Zellkernen)).

Pigmentzellen sind Zellen die kein oder nur sehr wenig Licht durchlassen; Sommersprossen zum Beispiel sind Zellen mit vielen Pigmenten.

An der Innenseite der Pigmentzellen befinden sich Lichtsinneszellen (Rezeptoren; vgl. „Die homologe Entstehung von Rezeptorzellen). Sie funktionieren wie die Stäbchen im menschlichen Auge und lösen einen elektrischen Impuls aus, der an das Gehirn weitergeleitet wird, wenn ein Lichtstrahl sie trifft. Dazu müssen aber erst die Zellkörper der Rezeptorzellen durchdrungen werden.

Die becherförmig angeordneten Pigmentzellen lassen Lichtstrahlen jedoch nur aus einem eingeschränkten Bereich durch (nämlich dort wo der Becher offen ist); so kann ein relativ gutes Richtungssehen gewährleistet werden. Den zu durchdringenden Zellkörper nennt man Soma (Plural: Somata); ein solches Auge, bei dem die Somata durchdrungen werden müssen, nennt man invers.

Rezeptoren (Rezeptorzellen)

Licht

Abb.1: Pigmentbecherauge und Richtung des Lichteinfalls, die lichtundurchlässigen Pigmentzellen (das sind die Zellen mit schwarzem Viereck) verhindern das Eindringen von Licht von hinten (ca. 280°). Die Lichtsinneszellen reagieren dementsprechend am heftigsten, wenn das Licht aus der Richtung das gelben Pfeils kommt und genau in die Öffnung des Bechers leuchtet. (aus Lorenz und andere 1998, verändert)

In Wirklichkeit sieht das dann etwa so aus:

Abb.2: Schnitt durch das Pigmentbecherocellus eines Plattwurms. (Mikroskopische Aufnahme)

Quelle: http://www.vobs.at/Bio/physiologie/a-augen.htm à online

Trifft das Licht auf die lichtempfindlichen Zellen (Rezeptoren), so wird ein kurzer elektrischer Impuls erzeugt und an das Gehirn weitergeleitet. Jetzt kann der Strudel-, Platt- oder sonstige Wurm einen Lichtfleck sehen. Da die Zellen jedoch nur Hell und Dunkel unterscheiden können, sieht der Wurm nur schwarzweiß.

Abb.3: Die Lichtstrahlen müssen die lichtempfindlichen Zellen (orangenes Rechteck) durchdringen, bis sie an deren lichtempfindliche Bereiche gelangen. (invers) (Autor Jahr) (Hr. Dr. Gerhard, 2006)

Er kann jedoch erkennen, woher das Licht kommt wenn er mehrere Punktaugen besitzt. Jeder Rezeptor „spezialisiert“ sich auf eine bestimmte Richtung; wenn also der Rechts-Rezeptor einen Impuls empfängt, weiß der Wurm genau, wo sich die Lichtquelle befindet. Er kann auch Bewegungen sehr schemenhaft erkennen.

Abb.4: Zur Erläuterung des Richtungssehens sind hier lediglich die drei Pigmentbecherocellen eines Tieres abgebildet. Während die Lichtsinneszellen das von rechts kommende Licht (gelber Pfeil) voll registrieren, werden die Lichtsinneszellen des Auges oben zum Teil und des Auges rechts komplett durch den Pigmentbecher abgeschirmt. Das Tier erkennt als die rechte Seite als die hellste und kann sich zum Beispiel nur in diese Richtung drehen, bis der Pigmentbecherocellus oben die größte Helligkeit anzeigt. (aus Lorenz und andere 1998, verändert)

Oft verfügen auch Gliederfüßler (Insekten, Tausendfüßler, Krebse, Entenmuscheln, Spinnen,
Skorpione und Milben) über Punktaugen, obwohl sie zudem noch Komplexaugen besitzen. Ocellen kommen bei sehr vielen Tierarten vor; sie sind jedoch unabhängig voneinander (=analog) entstanden.

Eine Weiterentwicklung der Punktaugen sind die Flach- oder Plattenaugen. Sie treten hauptsächlich bei Quallen auf. Hier ist zusätzlich eine dicke Hautschicht vorhanden, die als Linse dient.

Quellen: Lorenz, Katina; Karsa, Hunor S. & Bannwarth, Matthias: Schulversuche für Studierende des Lehramts, Projekt 7, Teil 1: Augentypen im Tierreich.- Universität Tübingen - ZMBP – Pflanzenphysiologie, 1998,

Online: http://www.uni-tuebingen.de/abot/versuche/vers1.html

Online: http://www.vobs.at/Bio/physiologie/a-augen.htm

Lexikon der Neurowissenschaft,

Online: http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/neuro/1090