Wie genau unterscheidet sich die Sehfähigkeit eines Falken von der eines durchschnittlichen Menschen?
Die Neurowissenschaftlerin Julie Desjardin und der Biologie-Doktorand Brandon McLaughlin wiegen sich über Quora ein:
Julie:
Falken und andere Raubvögel haben tatsächlich 2 Fovea. Die Fovea ist die Stelle auf der Rückseite Ihres Augapfels, an der Sie die höchste Dichte an Stäbchen und Zapfen haben. Darunter haben Sie eine größere Anzahl von Ganglienzellen und damit eine höhere Repräsentation in der Netzhaut und schließlich auf dem visuellen Kortex. Falken haben sowohl eine zentrale als auch eine periphere Fovea. Menschen haben nur eine zentrale.
Eine großartige Demonstration dafür ist, ein Dokument voller Text auf Ihrem Computer zu öffnen und ohne Ihr Auge zu bewegen, zu sehen, wie viele Wörter Sie lesen können, beginnend in der Mitte und ausgehend. Sie werden feststellen, dass unsere Sehschärfe außerhalb unserer zentralen Fovea dramatisch abnimmt. Deshalb müssen wir unsere Augen so sehr bewegen.
Wenn Sie nach einer spezifischeren Antwort suchen, würde ich empfehlen, diesen Übersichtsartikel zu lesen:
Visuelle Wahrnehmung und Repräsentation bei Vögeln und Primaten
Brandon:
Tolle Antwort von Julie. Ich werde hier nur ein wenig auf einer „System“ -Ebene hinzufügen, anstatt auf zellulärer Ebene.
Die meisten Wirbeltiere haben das sogenannte „binokulare Sehen“. Ich bin sicher, dass Sie etwas darüber gehört haben, wie binokulares Sehen funktioniert. Binokulares Sehen bezieht sich auf die Tatsache, dass wir zwei Augen verwenden, die zusammenarbeiten, um Bilder wahrzunehmen. Aus anatomisch-physiologischer Sicht bietet dies mehrere Vorteile. Erstens gibt es einen breiteren Blick auf die Welt um uns herum. Wenn ich zu Falken komme, schauen Sie sich das gut untersuchte binokulare Sehen bei Fröschen an:
Sie können das binokulare Feld und die monokularen Felder im rechten Bild sehen. Beachten Sie das extrem kleine Blindfeld direkt hinter dem Frosch. Der Frosch ist gleichzeitig Raubtier und Raubtier. Als Beutetier ist es wichtig, aus jedem Blickwinkel an jeder beliebigen Position so viel wie möglich sehen zu können. Du willst nicht, dass sich Raubtiere an dich anschleichen. Aus diesem Grund haben Tiere, die älter sind, typischerweise Augen, die weiter auseinander liegen, mehr zur Außenseite des Kopfbereichs. Im Falle eines Raubtiers sind die Augen typischerweise näher beieinander und im vorderen Bereich des Kopfes (Falken und Menschen, obwohl Menschen auch irgendwo in der Mitte sind). Dies bietet eine überlegene Fähigkeit, sich auf ein Ziel zu konzentrieren und schnell und genau dorthin zu gelangen. Falken haben meines Wissens keine Raubtiere, daher müssen sie im Gegensatz zum Frosch nicht unbedingt eine besonders weite Sicht haben. Im Falle eines Raubtiers wie ein Falke, der diesem Frosch nachjagt, gibt es sehr wenig Raum für Fehler, wenn es um Heimlichkeit geht.
Das Bild links zeigt die Überlappung der Gesichtsfelder jedes Auges. Dies ist das binokulare Feld. Das linke Auge kann ein bisschen von dem sehen, was das rechte Auge auch sieht, und umgekehrt. In diesem Bild sieht das rechte Auge also die Bereiche A, B und C, aber nicht den nicht markierten Bereich. Warum ist das wichtig und warum spreche ich von Fröschen? Nun, schau mal hier. Es gibt auch eine sogenannte „topografische Karte“, die von den Augen auf das Gehirn projiziert wird. Im Frosch befindet sich diese Karte dessen, was die Netzhaut „sieht“, auf dem optischen Tektum. Wie eine Straßenkarte oder eine Karte einer Stadt sind Landmarken in gewisser Weise räumlich mit der Art und Weise verbunden, wie sie tatsächlich im wirklichen Leben sind. Wenn sich also das Empire State Building an Position x in Bezug auf den Times Square befindet, befindet es sich auch auf einer Karte.
Dies ist ein grober Umriss des visuellen Systems des Frosches und ist dem Menschen sehr ähnlich. Beachten Sie, dass Bilder vom linken Auge in gewisser Weise räumlich auf das rechte Tektum projizieren, wie sie auf die Netzhaut projiziert werden. Von dort werden Informationen an den Nucleus isthmi (superior colliculus beim Menschen) weitergeleitet, wo es eine Rückmeldung an das Tectum gibt, ABER einige dieser Informationen werden wieder auf das gegenüberliegende Tectum projiziert. Interessant. Nun, es stellt sich heraus, dass hier das binokulare Sehen verarbeitet wird.
Was ist mit Falken? Leider sind Falken nicht annähernd so gut erforscht wie Frösche. Aber wir wissen etwas. Schauen Sie sich diese Schaltpläne an, in denen einige verschiedene Tierarten verglichen werden und wie ihre visuellen Informationen verarbeitet werden:
Ohne zu sehr auf die experimentellen Details einzugehen, die den Nucleus isthmi in hohem Maße zur Verhaltensreaktion beitragen, kann ich Ihnen Folgendes sagen: Bei Fröschen verstärkt der Nucleus isthmi die Freisetzung von Neurotransmittern aus retinotektalen Axonen, die es ihnen ermöglichen, ihre „Verhaltensschwelle“ zu erreichen und entsprechend der Art des Stimulus zu handeln (Dudkin, Myers, Ramirez & Gruberg 1998). Schauen Sie sich nun das Vogelschema im Vergleich zum Säugetierschema an. Sehen Sie all diese hoch entwickelten und getrennten Kerne im Vergleich zum Säugetier oder einem anderen dieser Tiere?
Nur um hinzuzufügen, wie kompliziert und entwickelt dieses System bei Vögeln ist, schauen Sie sich das an:
Dies ist die Anatomie des Vogel-isthmotektalen Systems. Die blauen Bahnen sind exzitatorische Eingabe aus dem Tectum, grün ist exzitatorische Rückkopplung von der Ipc & SLu zu Tectum (diese Kerne), und die orange ist inhibitorische Ausgabe von der Imc zu Ipc, Slu & Tectum überall, aber an den visuotopen Ort.
Und hier ist die Elektrophysiologie:
Ich erwarte nicht, dass jemand vollständig versteht, was diese beiden Bilder wirklich bedeuten. Ich verstehe sie nicht einmal ganz. Der Punkt ist, schauen Sie sich dieses schöne, hochkomplexe, hochorganisierte System an. Diese Tiere haben im Laufe ihrer Evolution etwas wirklich Erstaunliches getan und sind daher EXTREM gut in dem, was sie tun: Beute suchen und bekommen.