Einführung
Abb. 1: ~3cm breite Jakobsmuschel (©Mickey von Dassow).
Muscheln haben Hunderte von schönen blauen Augen am Rand der Schale, von denen jedes mit Hilfe einer Kombination aus Linse, Fokussierspiegel und Netzhaut ein gutes Bild erzeugen kann1 . Die Augen sind die blauen Punkte auf dem Bild rechts. Eine Nahaufnahme von zwei von ihnen ist unten links zu sehen: man kann gerade noch die Pupillen erkennen. Muscheln sind nicht für ihre Intelligenz bekannt, daher sind ihre komplexen Augen ein Rätsel.
Was machen Jakobsmuscheln mit einem so komplexen Sehsystem? Sie scheinen ihre Augen zu benutzen, um potenzielle Fressfeinde zu erkennen, gute Lebensräume zu finden und zu entscheiden, ob die Konzentration von Schwebstoffen und die Fließgeschwindigkeit des Wassers gut für die Nahrungsaufnahme sind (wie mit einem netten Experiment herausgefunden wurde, bei dem Filme von Partikeln abgespielt wurden, die an den Muscheln vorbeiströmten.
Tiere mit zwei Augen können Entfernungen erkennen, indem sie das Bild in den beiden Augen vergleichen. Können Jakobsmuscheln mit ihren vielen Augen die Entfernung von Objekten erkennen?
Vorgeschlagenes Experiment
Abbildung 2: Jakobsmuschelaugen aus der Nähe und Diagramm der vorgeschlagenen Versuchsanordnung.
Man könnte dies testen, indem man untersucht, ob ihre Schreckreaktion (wenn sie ihre Schale schnell schließen) von der Winkelgröße oder der absoluten Größe abhängt (siehe eine ähnliche Studie über Seeigel). Ich (M. von Dassow) habe dies mit einer Gruppe von Studenten versucht, indem ich Powerpoint-Folien auf Jakobsmuscheln gerichtet habe (Diagramm links). Die Folien wurden auf unterschiedlich große schwarze Quadrate an den Muscheln projiziert, wobei der Monitor in verschiedenen Abständen von der Muschel positioniert war. Auf diese Weise konnten sie unabhängig voneinander die absolute Größe und den Winkel des Quadrats variieren. Dann beobachteten sie, ob sich die Jakobsmuschel schloss, wenn das schwarze Quadrat erschien. Sie fanden keinen Einfluss der absoluten Größe, aber die Tests waren ziemlich begrenzt, und – leider – ging der ursprüngliche Datensatz am Ende des Semesters verloren.
Ein einfaches Modell
Abb. 3: Geometrie des hypothetischen Mechanismus zur Erkennung der Objektentfernung durch Jakobsmuscheln.
Man kann vorhersagen, wie nahe ein Objekt sein muss, damit die Jakobsmuschel Entfernungsunterschiede erkennen kann. Nehmen wir an, wie im Diagramm rechts dargestellt, dass sich ein Objekt in einer Entfernung x von der Jakobsmuschel befindet und ein anderes Objekt in einer Entfernung b*x. Damit diese beiden Objekte unterschieden werden können, muss der Winkel θ größer oder gleich dem Winkelauflösungsvermögen des Auges sein (A~0,035 Radiant gemäß ). Wenn die Halbwertsbreite der Jakobsmuschel r ist, dann ist der Mindestwert von b, bei dem die Jakobsmuschel den Unterschied auflösen kann, gegeben durch: $b=(r/x)*tan(arctan(x/r)+A)$. Dieser Ausdruck geht bei $x=r*tan(π/2-A)$ ins Unendliche, also bei 43 cm für eine ~3 cm große Jakobsmuschel, wie auf dem Foto gezeigt. Unterhalb dieser Entfernung sollte die Jakobsmuschel in der Lage sein, Entfernungsänderungen aufzulösen (begrenzt durch den Ausdruck für b).
Zitierte Literatur
Verhalten Biologie Auge Marine Mollusken Organismus-Biologie Jakobsmuscheln Sehen