Evolution des Farbsehens

Wer sich entscheidet, hier weiterzulesen sollte schon einiges an Fantasie und Vorstellungsvermögen mitbringen. Denn um die Evolution des Farbensehens zu verstehen, gilt es eine Reise in die Vergangenheit zu unternehmen. Hört sich nicht schwierig an, dennoch sind ob der unglaublichen Dimension dieses Unterfangens oben erwähnte Voraussetzungen nötig. Die Reise geht nämlich zurück in die Urzeit der Erdgeschichte. Ein genaues Datum ist zwar nicht benennbar, aber man darf durchaus von 1 Milliarde Jahren ausgehen. Damals, in einer für Menschen äußerst unangenehmen Lebenswelt, tummelten sich die ersten Einzeller in den Weltmeeren der frühen Erde. Sie hatten eines gemeinsam. Einen Augenfleck. Alleine diese Bezeichnung eines kleinen Fleckens mit besonderen Nervenzellen, zeigt uns, dass wir uns in der Geschichte an die richtige Stelle bewegt haben. Damals also war es den ersten Lebewesen möglich, Lichtimpulse zu erkennen. Auf keinen Fall darf man aber von echtem Farbensehen sprechen. Allein eine Unterscheidung zwischen hell und dunkel war den kleinen Einzellern möglich. Und dennoch war es für diese Lebewesen der entscheidende Vorteil. Es mag eine in der Natur zuhauf vorkommende, zufällige und spontane genetische Veränderung gewesen sein, die zu einer Lichtsensibilisierung geführt hat. Der Vorteil für die Kleinstlebewesen war unschätzbar. Wo Licht ist, ist Nahrung. Das heißt im Umkehrschluss: Leben.

Das Überleben von Lebewesen hängt immer auch davon ab, wie viel Information aus der Umwelt erfasst werden kann. Je mehr „Sensorik“, desto größer die Überlebenschance. Daher ist es nicht erstaunlich, dass sich in späterer Folge eine „Verbesserung“ jeglicher Sinnesleistung auch in der Überlebensstatistik der Tierarten nahtlos eingliedert. Eine ganz große Rolle bei der Evolution des Farbensehens bzw. bei jeder Evolution spielt immer eine spontane Genveränderung. Die meisten bringen keine Vorteile und sind im besten Fall kein Problem für das Überleben der Spezies. Doch manchmal ist eine spontane Veränderung eines kleinen Teils der DNA ein echter „Lotto-Sechser“. Genau dann, wenn die Tierart daraus ein Vorteil gegenüber Nahrungskonkurrenten generieren kann. In diesem Fall tritt ohne Umschweife das Darwinsche Gesetz der Selektion in Kraft, das „Survival of the fittest“.

Vor 500 Millionen Jahren, im Kambrium, trat an einem gewissen Punkt eine dieser zufälligen, spontanen Genmutationen auf. Sie bewirkte die Entstehung einer „Sehzelle“, die auf kurzwelliges (blaues) Licht reagiert. Das erste Farbensehen. Nun waren also Tiere in der Lage zumindest zwei Farben zu unterscheiden. Blau und Gelb. Interessanterweise kam erst vor circa 35 Millionen Jahren eine weitere Sehzelle (natürlich wiederum durch Genmutation) hinzu. Man nimmt an, dass es der Gruppe der Säugetiere vorbehalten war, diese Anpassung zu ihrem Vorteil zu nutzen. Denn Tiere, die nun in der Lage waren Rot und Grün zu unterscheiden, konnten auch reife und unreife Früchte voneinander unterscheiden. Heute weiß man, dass unter den Säugetieren nur die Primaten diese drei Farbsensoren aufweisen. Bei Hunden und Katzen zum Beispiel gibt es nur zwei Farbsensoren, bei einigen Vogel- und Insektenarten gibt es derweil auch Rezeptoren für das energiereichere UV-Licht. Bei Schmetterlingen hat man zum Teil auch schon fünf Farbsensoren festgestellt und beim Buntbarsch sind es derer schon unglaubliche 12.

Wirft man nun also einen letzten Blick auf die Entstehung der drei Farbrezeptoren beim Menschen, so sieht man deutlich den Zusammenhang mit der Lebensumwelt der Vorfahren. Angefangen vom Augentierchen, das sich durch ein „Hell-Dunkel-Sehen“ seinen Vorteil verschafft hat, bis zu den ersten kleinen Säugetieren, die das letzte bisschen Licht noch zur ihrem Überlebensvorteil nutzen konnten. Und als dann die großen Saurier Platz machten und eine Koevoltion zwischen Blütenpflanzen und der Tierwelt begann, war ein weiterer Entwicklungsschritt mit einem dritten Farbsensor quasi unausweichbar. Rot-, Grün- und Blausensoren sind zwar einfach und zufällig entstanden, haben aber immer einen entscheidenden Vorteil im dauernden Überlebenskampf geboten.

Quelle:

Farbsehen der Wirbeltiere • Farbe auf wisotop.de. (o. J.). Abgerufen 16. Dezember 2018, von https://wisotop.de/farbsehen-wirbeltiere.php

Wieso sehen wir?

Irgendwann in grauer grauer Vorzeit entwickelte ein Lebewesen – wahrscheinlich noch ein ziemlich schleimiger Klumpen, vielleicht schon ein Vorfahre der heutigen Algen – eine lichtempfindliche Zelle (einen Fotorezeptor oder biologischen Sensor), mit dem es hell und dunkel unterscheiden konnte.

Über die Natur der ersten Fotorezeptoren wissen wir nicht viel. Vielleicht brauchten die ersten Lebewesen, die sich aus der Tiefsee in Richtung Meeresspiegel bewegten, einen Rezeptor für ultraviolettes Licht. Sonst wären sie schnell den schädlichen ultravioletten Strahlen hier oben zum Opfer gefallen, denn damals existierte die schützende Ozonschicht noch nicht …

Die Geschichte vom Fotorezeptor, der auf ultraviolettes Licht reagiert, ist pure Spekulation. Auf jeden Fall aber hatten Lebewesen, die Fotorezeptoren entwickelten, einen handfesten Vorteil in der Evolution. So kommt es, dass rund 95% aller Lebewesen Augen haben.