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Sinnesphysiologie: Früh oder gar nicht

Beim Vergleich von Äpfeln mit Birnen haben Menschen und Affen gleich mehrere Möglichkeiten: Form- oder Farbdifferenzen, irgendetwas wird uns schon die Unterschiede der Objekte deutlich machen. Das allerdings will früh geübt sein.
Es empfiehlt sich eigentlich, nicht immer alles schwarz-weiß zu sehen, in einer Welt, die so viele bunte Zwischentöne zu bieten hat wie die unsere. Da ist fast merkwürdig, dass das Sehen der meisten Säugetiere dennoch gänzlich grau in grau geeicht ist: Nur wir Menschen, einige unserer äffischen Verwandtschaft und wenige andere entferntere Verwandte leisten sich den kostspieligen Luxus eines Augenapparates, der Äpfel rot, Zitronen gelb und Gewürzgurken grün wahrnimmt.

An dieser Fähigkeit arbeiteten unsere Vorläufermodelle in der Evolution wohl seit gut 40 Millionen Jahren. Damals entstanden irgendwann drei Typen von für den Farbseh-Sinn verantwortlichen Sinneszellen, den Zapfen auf der Netzhaut des Auges. Diese Rezeptoren nehmen jeweils Licht unterschiedlicher Wellenlänge und damit unterschiedlicher Farbe wahr: rotes (562 Nanometer), grünes (535 Nanometer) und blaues Licht (430 Nanometer). Aus diesen drei Farben setzt das Gehirn dann die gesamte bunte Vielfalt zusammen.

Und wozu? Heutzutage erlaubt uns dieses Rezeptorset beispielsweise, die Schärfe einer Paprika vor dem Hineinbeißen an ihrer Farbe zu erkennen – vielleicht ein gering zu schätzender Vorteil in Zeiten der zwar knallbunten, aber leider immer häufiger ohnehin mittelscharf-wässrigen Gewächshausware. Früher, in Zeiten unserer baumbewohnenden Vorfahren, war es allerdings bestimmt von Vorteil, giftige gelbe, reizend rote und gut schmeckende grüne Früchte auf einen Blick zu sortieren. Es ging also ums Essen, bei der Entwicklung des Primaten-Farbensehens – Grund genug, um den Farbsinn fest in das genetische Programm der Primaten zu integrieren.

Wie aber sieht es mit dem Einfluss der Umwelt auf das Farberkennungs-Know-how von Affen und Menschen aus? Die Frage trieb nun Yoichi Sugita vom japanischen National Institute of Advanced Science and Technology um. Was geschieht im farbverarbeitenden Kopf eines Affen, wenn Farbe im frühen Leben des Individuums eine gänzlich untergeordnete Rolle spielt?

Farbtafel | Eine Farbtesttafel mit so genanntem Mondrian-Hintergrund sollte die Farbwahrnehmung der Versuchstiere zusätzlich verwirren. Unter natürlichen Lichtverhältnissen aufgewachsene Versuchstiere zeigen sich davon allerdings unbeeindruckt – im Gegensatz zu bei monochromatischen Licht groß gewordene Tiere, die bei wechselnder Hintergrundbeleuchtung Farben nicht konstant zuordnen können.
Um dies herauszufinden, schuf der Forscher in den Käfigen von vier Versuchsäffchen eine kunstfarbige Lichtorgel-Umwelt: Als die Tiere einen Monat alt waren, wurde ihr Domizil tagsüber mit drei Farben von reinem monochromatischen Licht – Licht also nur einer Wellenlänge – beleuchtet, wobei die Farben jede Minute zufällig wechselten. Die Fähigkeit zur Farbwahrnehmung sollte, so vermutete der Wissenschaftler, unter diesen Bedingungen gestört sein, wenn sie nicht völlig genetisch vererbt und von äußeren Faktoren unabhängig ist.

Ein Jahr nach ihrer Geburt zogen die Tiere dann in einen sonnigen Normalkäfig um und unterzogen sich, mitsamt einiger unter normalen Lichtverhältnissen aufgezogen Kollegen, ein paar optischen Tests. Statt Paprikaschoten sollten die Tiere beispielsweise verschiedene Farbmuster-Platten unterscheiden. Wie sich zeigte, war den Lichtorgel-Affen dabei das Prinzip "Farbe" dabei durchaus nicht unbekannt: Rot etwa von grün oder blau zu unterscheiden, gelang ihnen problemlos.

Erstaunliche Schwächen offenbarten die Tiere aber, als sie unterschiedliche Farbschattierungen nach Ähnlichkeit werten sollten: Ob ein rötlicher Farbton nun einem Gelbrot ähnlicher ist als ein bläulicher – solche Fragen konnten die monochromatisch aufgezogenen Tiere nicht recht beantworten. Und völlig versagten sie bei Tests, bei denen Farbmuster in unterschiedlicher Umgebungslichtquellen-Beleuchtung erkannt werden sollten. Gerade diese Situation kommt allerdings in der Natur recht häufig vor: wechselnd starke Sonneneinstrahlung ist ziemlich normal, und trotzdem sollte etwa ein Rot ja immer so etwa wie ein Rot erscheinen.

Ganz offenbar also ist gerade für diese notwendige Flexibilität des Farbensehens ständiges Üben und Abgleichen in den wechselnden Lichtverhältnissen der natürlichen Umwelt notwendig. Fehlt diese prägende Erfahrung während einer bestimmten Entwicklungsphase der Jugend, so kann beim Äpfel-mit-Birnen-Vergleich wieder nur auf Form-Unterschiede zurückgegriffen werden – wäre ein ziemlicher Rückschritt nach Millionen Jahren der Farberkennungs-Evolution.

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