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Lexikon der Biologie: Polarisationssehen

Polarisationssehen, Polarisierungswahrnehmung, Fähigkeit vieler Tiere zur Wahrnehmung der Schwingungsebene des polarisierten Lichts (Polarisation, vgl. Infobox ), die zur Orientierung und zum Beutefang verwendet wird. Um die Polarisationsrichtung des Lichts „sehen“ zu können, müssen die optischen Rezeptoren (Photorezeptoren) die speziellen Eigenschaften eines Analysators (Polarisationsmikroskopie) aufweisen, d.h. optisch anisotrope (doppelbrechende) Pigmente enthalten (Anisotropie). Zudem dürfen die Pigmente (Sehfarbstoffe) nicht willkürlich verteilt, sondern sie müssen in 2 annähernd rechtwinklig zueinander angeordneten Gruppen ausgerichtet sein. Nur so kann durch die neuronale Verrechnung der Informationen aus diesen beiden Gruppen die Polarisationsrichtung bestimmt werden. In den Komplexaugen von einigen Gliederfüßern sind diese Voraussetzungen erfüllt durch den speziellen Aufbau der Rhabdome mit ihren ineinandergreifenden Gruppen von Mikrovilli. Für viele Insekten konnte nachgewiesen werden, daß sie zur Wahrnehmung des Polarisationsmusters des Himmels fähig sind. Bienen (u.a. Honigbiene) und Ameisen(Cataglyphis) können sich mit Hilfe dieses Musters, das sich in Abhängigkeit vom Sonnenstand spezifisch verändert, gut orientieren. Dabei sind es nur sehr kleine Bereiche ihrer großen Komplexaugen, die dorsal gelegenen POL-Regionen, die zur Wahrnehmung des polarisierten Lichts fähig sind. Auch bei Spinnen konnte eine Orientierung nach dem polarisierten Himmelslicht nachgewiesen werden. Hier enthalten allerdings nicht die großen Hauptaugen, sondern 2 dorsal gelegene Nebenaugen die entsprechenden rezeptiven Strukturen. Der Kopffüßer (Kalmare) Loligo pealei kann ebenfalls polarisiertes Licht erkennen und nutzt diese Fähigkeit zum Fang seiner Beute, die aus Zoo-Plankton besteht. Die Kleinorganismen sind quasi durchsichtig und daher mit bloßem Auge schwer zu erkennen, doch polarisieren einige ihrer Körperstrukturen, vor allem Muskeln und Komplexaugen, das Licht. Durch eine Rhabdomen-ähnliche Anordnung seiner Sehzellen kann Loligo das polarisierte Licht erkennen und somit seine Beute leichter ausfindig machen. Auch mehrere Wirbeltiere können polarisiertes Licht sehen. Beim grünen Sonnenbarsch (Lepomis cyanellus) wurden paarig angeordnete Zapfen auf der Retina (Netzhaut) gefunden, mit deren Hilfe er die Polarisationsrichtung des umgebenden Lichts analysieren kann. Selbst der Mensch ist in begrenztem Rahmen zum Polarisationssehen fähig, auch wenn er sich dieser Eigenschaft normalerweise nicht bewußt ist. Unter bestimmten Bedingungen kann der Mensch polarisiertes Licht sehen: Blickt man auf eine helle Lichtquelle, vor die ein drehendes Polarisationsfilter gehalten wird, erscheint im Zentrum des Sehfelds ein blasses, blau-gelbes Gebilde, das etwa die Form eines Malteserkreuzes hat. Diese Erscheinung wird Haidinger-Büschel genannt. Als Analysatorstruktur im menschlichen Auge dient das optisch anisotrope Macula-Pigment. Auch ohne Hilfsmittel kann man diesen visuellen Effekt sehen. Dazu muß man an einem unbewölkten Tag zu Sonnenauf- oder -untergang genau in den Zenit blicken, da dort zu diesem Zeitpunkt die Polarisation am stärksten ist. Bewegt man den Kopf leicht hin und her, wird das Haidinger Büschel für einige Sekunden sichtbar, verschwindet dann aber aufgrund von Adaptationseffekten wieder. Die Sichtbarmachung des Haidinger-Büschels wird gelegentlich zu Diagnosezwecken in der Ophthalmologie (Augenheilkunde) verwendet. Auge, Augenleuchten, Bienensprache, Kompaßorientierung, Linsenauge, magnetischer Sinn, Navigation, Ultraviolettsehen.

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