Begegnungen mit der Natur 6, Schulbuch

69 Information und Kommunikation im Nervensystem Der Zerfall des Rhodopsin löst ein Aktionspotenzial aus Jede Lichtsinneszelle enthält einen Stapel aus etwa 1 000 Scheibchen Sehfarb- stoff. Das Sehpigment Rhodopsin ist eine Verbindung des Proteins Opsin mit dem Farbstoff Retinal. Das Retinalmolekül kann Licht absorbieren, dabei ver- ändert es allerdings seine Struktur. Dadurch erfolgt die Abspaltung des Opsins – das Rhodopsin zerfällt in seine beiden Bestandteile: 22 Elektrische Erregung 23 Empfindlichkeitskurven der verschiedenen Zapfentypen; Wellenlänge in nm 0 25 50 75 100 390 500 600 700 Farbeindruck Gelb Wellenlänge λ in mm Rhodopsin Sehpurpur elektromagnetische Strahlung Die elektromagnetische Strahlung ist ein Gemisch aus Wellen unterschiedli- cher Wellenlänge. Als Wellenlänge wird der Abstand von einem Wellenberg bis zum nächsten bezeichnet. Farbe Rotes Licht zB ist langwellig, seine Wel- lenlänge beträgt 700nm (= 0,0007mm), während violettes Licht mit einer Wel- lenlänge von 400nm (0,0004mm) als kur- zwellig bezeichnet wird. ausreichende Helligkeit Nimmt das Tageslicht ab, kann unser Ge- hirn keine Farben mehr wahrnehmen. Alles erscheint grau. Die für das Farbse- hen verantwortlichen Zapfen werden erst durch höhere Lichtstärken gereizt. Zapfentypen Ein Zapfentyp hat sein Absorptions- maximum im blauen Bereich, einer im grünen und einer im gelben und roten Bereich. Zapfen Durch Funktionsstörungen der Zapfen treten Farbsehschwächen auf, so zum Beispiel die Rot-Grün-Sehschwäche, der eine Funktionsstörung des gelb-roten Zapfentyps zu Grunde liegt. Das abgespaltene Retinal wird zu Vitamin A umgebaut, aus dem wieder das ursprüngliche Retinal gebildet und an Opsin gebunden wird. Der Zerfall des Rhodopsins erhöht die Durchlässigkeit der Sehzellmembran für Natriumionen – ein Aktionspotenzial wird ausgelöst. Je stärker die Intensität des Lichtes ist (je heller es ist), desto höher ist die Feuerrate der Rezeptoren. Die Mischung verschiedener Wellenlängen ergibt weißes Licht Das uns weiß erscheinende Sonnenlicht stellt eine Mischung aus allen Regen- bogenfarben dar. Licht entsteht bei komplizierten Vorgängen im Inneren von Atomen und wird dann als so genannte elektromagnetische Strahlung mit einer Geschwindigkeit von 300 000 km/s (= Lichtgeschwindigkeit) ausgesandt. Jede Wellenlänge im Licht entspricht einer bestimmten Farbe . Licht breitet sich geradlinig aus. Geht es jedoch von einem Medium in ein anderes Medium über, zB von Luft in Glas, wird es von seiner geradlinigen Fortbewegung abgelenkt, man sagt es wird gebrochen. Fällt weißes Licht durch ein Glasprisma, wird es in Licht unterschiedlicher Wellenlänge zerlegt, da das kurzwellige Licht hier stärker gebrochen wird als das langwellige. Es entsteht eine typische Farbfolge von Rot nach Orange, Gelb, Grün, Blau bis Violett, das so genannte Farbspektrum ( S. 170, Abb. 4). Mit Hilfe der Zapfen können wir Farben sehen Bei ausreichender Helligkeit können wir ca. 500 000 Farbtöne unterscheiden. Dafür gibt es aber nur drei unterschiedliche Zapfentypen in unserer Netzhaut, von denen jeder einen anderen lichtempfindlichen Farbstoff enthält. Wird das Auge mit elektromagnetischer Strahlung von 440nm gereizt, sehen wir die Farbe Blau, der grünempfindliche Zapfentyp hat sein Empfindlichkeits- maximum bei 520nm, der gelb-rotempfindliche bei 570nm. Durch unterschiedliche Reizung und die Leistung des Gehirns nehmen wir damit alle Farben wahr. So entsteht der Farbeindruck Gelb (570–600nm) durch Reizung der gelb-rot- und grünempfindlichen Zapfen ( Abb 23). Erläutere den biologischen Hin- tergrund für den Ausspruch „In der Nacht sind alle Katzen grau“. Selbst aktiv! Licht Rhodopsin Retinal + Opsin Zellkern Rhodopsin Stäbchen 1 elektrische Erregung Vitamin A Aufbau Licht Retinal Opsin Rhodopsin Zerfall Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv