Sehverhalten von Fischen

Wie Fische sehen

Fische sehen in Farbe, allerdings in einem eher breiteren Spektrum als Menschen. Fische neigen zur Kurzsichtigkeit. Im Einzelnen ist das Sehvermögen von Fische je nach Art sehr unterschiedlich ausgeprägt.

Viele Fische erkennen scheinbar, wer sie füttert. Jeder Fischhalter weiß, dass praktisch alle Fische zur Futterstelle kommen, sobald der Halter sich dem Aquarium nähert. Es ist jedoch unklar, ob sie das mit ihrem Sehsinn erkennen, oder ob sie z.B. mit ihrem Seitenlinienorgan auf Strömungen, Vibrationen und Schall reagieren. Sie könnten ihren Ernährer also nicht optisch erkennen, sondern evtl. an der charakteristischen Trittfrequenz und Trittstärke. Auch Menschen erkennen zumindest Bekannte oft an der Art und Weise, wie sie sich bewegen oder laufen.

Dass Fische zwischen Formen und Farben, also auch Mustern, unterscheiden können, wurde durch entsprechende Versuche nachgewiesen. Wie gut die Fische Muster unterscheiden können hängt von der jeweiligen Art ab.
Zebrabärblinge können das reletativ schlecht. Sie sind typische Schwarmfische und der Arterhalt hängt weniger von den einzelnen Individuen ab, sondern vom Schwarm.
Pfauenaugenbuntbarsche, Astronotus ocellatus, sind keine Schwarmfische. Halter berichten immer wieder, dass diese Fische unterscheiden, wer vor dem Aquarium steht.

Astronotus reagieren bis zu einer Entfernung von vier Metern sehr unterschiedlich, ob der Halter leere Hände hat, oder ob er einen Messbecher mit Lebendfutter trägt. Sind die Hände leer, warten die Tiere ab. Ist ein Becher in der Hand, schwimmen sie aufgeregt hin und her.

Wenn sie nur den Trittschall wahrnehmen würden, wären die unterschiedlichen Reaktionen nicht zu erklären.

Skalare sind sehr neugierig. Bewegungen bis ca. 20 bis 30 Zentimeter vor dem Aquarium sehen sie auf jeden Fall. Das kann getestet werden, wenn man sich ruhig vor das Aquarium setzt und dann den Zeigefinger hin und her bewegt. Ähnlich wie man die Augenbewegung von Kleinkindern feststellt.

Skalare verfolgen bis zu ungefähr 30 Zentimeter Abstand eindeutig den Finger. Vibrationen sollten dabei ausgeschlossen sein. Bei größerer Entfernung sind sie nicht mehr interessiert. Wahrscheinlich sehen sie da noch, aber vermutlich nicht mehr scharf, bzw. Einzelheiten von Fingergröße.

Es gibt Hinweise, dass Skalare bis zu 10 Meter Entfernung sehen. Bei diesen Entfernungen und Bewegungen ist aber nicht sicher, ob sie wirklich z.B. Körperumrisse sehen, oder Vibrationen spüren. Bewegt man sich z.B. nur auf einem Stuhl hin und her, also ohne Vibrationen, dann reagieren sie scheinbar nicht.

Skalare interessieren sich besonders, wenn Staub gesaugt wird. Vermutlich hängt das mit Vibrationen zusammen.

Wie Fische Farben sehen

Leider ist es unmöglich, das Farbempfinden der Tiere und damit von Fischen genau nachzuvollziehen, weil Menschen einen etwas anderen Sehsinn haben.

Das Sehen von Farben ist ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses im Gehirn. Zum Farbensehen dienen in der Netzhaut eines Auges bestimmte Sinneszellen, die sogenannten Zapfen. Daneben gibt es im Auge sogenannte Stäbchen, mit denen bei schwachem Licht Schwarz-Weiß gesehen werden kann.

Wenn auf einen Gegenstand Licht fällt, absorbiert der Gegenstand bestimmte Wellenlängen des Lichts und reflektiert den Rest. Das reflektierte Licht bestimmt, was ein Betrachter als Farbe wahrnimmt. Jede Farbe setzt sich aus reinen oder gemischten Wellenlängen zusammen.

In jedem Zapfen gibt es ein bestimmtes Pigment, das Licht bestimmter Wellenlängen absorbiert. Die Farbwahrnehmung entsteht durch das Zusammenspiel verschiedener Zapfentypen, die unterschiedliche Pigmente haben und deshalb verschiedene Bereiche von Wellenlängen erkennen. Eine bestimmte Wellenlänge, das Absorptionsmaximum wird am Besten erkannt. Das Gehirn ermittelt welche Zapfentypen, welche Wellenlängen wie stark erkennen und setzt aus den Überschneidungen den Farbeindruck zusammen.

Bei den Wirbeltieren gibt es vier verschiedene Farbpigmente, die in der Evolution der Wirbeltiere schon früh entstanden sind:

Säugetiere haben im Lauf der weiteren Evolution zwei Pigmente und damit die zugehörigen Zapfentypen verloren. Evtl. weil Säugetiere zuerst nachtaktive Tiere waren. Säugetiere behielten ursprünglich die Pigmente für langwelliges und ultraviolettes Licht.

Bei den Primaten, zu denen auch die Menschen gehören, entstand später ein neuer, dritter Zapfentyp. Vermutlich hat sich das Gen für ein Pigment verdoppelt. Durch eine Mutation entstand dann aus einem der doppelten Gene ein Gen für ein neues Pigment. Ursache für diese Entwicklung war evtl., dass die tagaktiv werdenden Primaten Früchte so besser erkennen konnten.

Wahrscheinlich verdoppelte sich das Gen für das Pigment für langwelliges Licht und mutierte. Das neue Pigment erkennt auch langwelliges Licht am Besten, das Absorptionsmaximum liegt aber nicht mehr im gelben Bereich, sondern im grünen Bereich.

Während dieser Entwicklung verschoben sich auch die Absorptionsmaxima der anderen Pigmente.

Vögel	Menschen
370nm	424nm
445nm
508nm	530nm
565nm	560

Bei der Entwicklung der Säugetiere gingen auch Öleinschlüsse, d.h. kleine Öltröpfchen in den Zapfen, verloren. Diese Tröpfchen ermöglichen es z.B. Vögeln mehr Farben zu unterscheiden, als ohne diese Einschlüsse möglich wäre.

Untersuchungen an Vögeln deuten z.B. darauf hin, dass Vögel ultraviolettes Licht als Farben sehen, die sich mit anderen Wellenlängen zu Mischfarben kombinieren. Weil viele Fische ebenfalls die ursprünglichen vier Farbpigmente haben, ist das bei Fischen evtl. ähnlich. Farben, die wir wahrnehmen können, nehmen Fische vermutlich ähnlich war wie wir.