for~r~~n~F - Deutsches Farbenzentrum eV

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Signale steuern die Natur

de "Blüten-Läden" durch Einprägung

des Blütentyps, also der "Firmenzeichen"

nach Farbe und Form

einprägen können (lernen!), haben

Blüten-Arten mit reichlicher "Kundenentlohnung"

durch Honig und

durch einprägsame, vielleicht auch

brillant reflektierende (lackartige)

Oberflächen mehr Chancen der

Fortpflanzung, also der Fortexistenz

dieser "Firma". Wenn Blüten unverwechselbare

Kennzeichen entwikkein

(= Markenzeichen), haben sie

im Konkurrenzkampf der Pflanzen

um den Insektenbesuch Vorteile.

Prinzipien der freien

Marktwirtschaft

Im Laufe von Millionen Jahren sind

also für Insekten "eindrucksvollere"

Blütentypen unter dem Umweltdruck

der Konkurrenz, und man

kann übertragen sagen: nach Prinzipien

der "freien Marktwirtschaft"

entwickelt worden. Bei dieser Konkurrenz

um den Kunden "Insekt",

der seine Ware mit kostenlosem

Transport von Blütenstaub "bezahlt"

, sind die unwahrscheinlichsten

Blütenformen und Farbmuster

an den Pflanzen entwickelt worden.

Im Durchschnitt werden in Europa

gelbe vor blauen Blüten von Insekten

aufgrund ererbter Anlagen bevorzugt.

Bietet eine blaue Blütenart

aber im Sommer auf die Dauer mehr

Honig an , kann eine Hummel aufgrund

von Erfahrung eine Zeitlang

blaue Blüten bevorzugen. Hummeln

können auch den gleichzeitigen Besuch

von 2' Farben = 2 Blütenarten

lernen,

Im Laufe der Zeit sind offensichtlich

die kontrastreich gefärbten Blüten

bevorzugt worden. Dasselbe gilt für

sternförmige Blüten, denn im Experiment

bevorzugen Hummeln sternförmige

Attrappen vor ganzrandigen

Tellerblüten-Attrappen, ja sie lieben

sogar mehr die 12sternige Blüte als

die 6sternige.

So wirkt sich die farbige und gestaltliche

"Aufmachung" der Blüte auf

den "Umsatz" (Verbreitung) des

Blütenstaubs deutlich aus.

Schließlich erhalten die Insekten als

Kunden auch noch Hinweise auf den

Gebrauch einer Blüte. Sie lernen

Blüten nach Farbmustern zu öffnen,

ähnlich wie wir die Hülle einer Kekspackung

am "roten Faden " lösen.

Die Natur arbeitet nach vielen verschiedenen

Konkurrenz- und Wer-

bungsprinzipien - sie ist ökonomisch

orientiert. Zur Ökonomie gehört

aber in der Natur auch die

dauerhafte, in die Zukunft geriChtete

Erhaltung der Umwelt dieser Lebewesen,

ohne die die Fortexistenz

auch "natürlicher" Wirtschaftsbetriebe

nicht möglich ist. Ökonomie

ist die Strategie für heute. Ökologie

- auch das "Wirtschaftssystem der

Natur" genannt - ist die Lebensstrategie

für morgen. Ein'ganz dringend,

auch seitens des Menschen fü r sich

selber zu berücksichtigendes Prinzip,

wenn dabei auch das hergestellte

Produkt teurer oder knapper werden

muß!

Augen als elektro-chemische

Steuerungsorgane bei Insekten

Für das Reagieren auf die Farbsignale

der Blüten benötigen Insekten

die Technologie des Farbsehens.

Das Farbensehen der Insekten ist in

vieler Hinsicht tatsächlich so hoch

entwickelt wie beim Menschen. Insektenaugen

haben bis zu 200000

Sehzellen und über eine halbe Million

Verschaltungen nach Transistorart,

nur ein Hundertstel so groß

wie unsere kleinsten brauchbaren

techn ischen Schaltelemente.

Insektenaugen arbeiten mit Hunderten

oder Tausenden von einzelnen

Linsen. Bei der StUbenfliege gibt es

3200 Linsen, beim Maikäfer 5000

bei der Honig-Biene 7500, bei man~

ehen Libellen fast 30000 Linsen. Die

Augen sind an beiden Seiten des

Kopfes als große, gewölbte Kuppeln

angeordnet, bei der Libelle nehmen

sie fast die ganzen Kopfseiten ein (s.

Foto). Unter jeder der Tausenden

von Linsen stehen 6-8 Sehzellen

wobei jeweils eine Linse oder einig~

Sehzellen einen kleinen Bildausschnitt

abbilden. Das ergibt einen

Zeitungsrasterbild der Umwelt im Insektengehirn.

Insektenaugen leisten

mit dieser Ausrüstung auch die

Wahrnehmung pOlariSierten Lichtes,

also der. Schwingungsrichtung des

Sonnenlichtes - etwas was wir Menschen

nur mit Polarisationsfiltern

können. Mit Hilfe dieser Information

sind ?ie Insekten in der Lage, ihre

Flugnchtung in besonderer Weise

nach Himmelsrichtungen, auch bei

teilweise bedecktem Himmel, zu

steuern.

Im Flug ist es für Insekten entscheidend,

daß ihre Augen bis zu 300

Bilder pro Sekunde unterscheiden

Ausschnitt aus der Trichterblüte einer

Petunie. Die konzentrischen, lila

Streifungen führen als farbige " Verkehrszeichen"

auf dem Landeplatz

"Blüte" zur Nahrungsstelle. Die

Trichterbildung der Blüte wird dabei

in der Form vor Flachkonstruktionen

bevorzugt.

können. Das Fernsehen müßte für

eine Fliege also 12mal schneller laufen

als üblich, weil die Fliege sonst

die Bewegungsfilme als Stehbilder

(Dias) empfindet! Insekten können

mit Hilfe der elektro-chemischen Signale

der Augen schneller sehen

und damit schneller gesteuert werden

als Menschen. Sie brauchen

dieses "Blitzlicht-Sehtempo", denn

sie müssen Blüten scharf sehen,

wenn sie aus 1 0 mm Entfernung an

ihnen mit 30-50 Stundenkilometern

(wie manche Schmetterlinge) vorbeirasen.

Bei uns würden solche

vorbeigleitenden Blüten vor den Augen

verschwimmen, wie das Steinpflaster

einer Straße bei der Autofahrt;

unsere Augen reichen damit

an die Qualität der Bilderfassung

von Insektenaugen nicht im Entferntesten

heran.

Technische Rätsel bei der

Signalverarbeitung im

Insektenauge

Wir kennen den Schaltplan für die

koordinierte Steuerung der 500000

Einzelelemente im Gehirn von keinem

einzigen Insekt gen au er, aber

wir wissen, daß es mit Sicherheit

einen solchen Schaltplan gibt. Danach

werden beispielsweise jedes

Jahr Millionen von Libellen in Mitteleuropa

von der Natur nach "chemischen

Konstruktionsplanungen",

die in den sogenannten "ChromosOmen"

der Zellen niedergelegt sind,

konstru iert. Das optische Schalt-

Werner Hees:

Kurioserweise haben unter den Insekten

ausgerechnet der Mistkäfer,

der dafür wohl kaum Bedarf hat, und

die Küchenschabe, die eigentlich

nur im Dunkeln ihr Unwesen treibt,

einen gut entwickelten Farbensinn,

während der Rosenkäfer, ein blütenbesuchendes

Insekt, total farbenblind

ist. Die Natur verfährt eben

nicht immer konsequent, auch beim

Farbensinn.

Überhaupt muß man sich die Relativität

der Fähigkeit, Farben zu erkennen,

klarmachen. Könnten wir eine

Biene fragen, welche Farbe denn

der so knallrote Klatschmohn habe,

würde sie nicht zögern, eine uns

optisch unbekannte Farbe zu nennen:

Ultraviolett. Denn uns kommt

der Mohn nur deshalb so eindeutig

rot vor, weil wir blind sind für die

UV-Strahlung, die seine Blüte aussendet,

und die Biene sieht nur das

UV-Licht, weil Rot fÜr sie quasi

Schwarz ist: Das Farbvermögen der

Biene ist im Spektrum vom Rot weg

ins Ultraviolette verschoben.

Das gilt übrigens für viele Insekten

und ist wohl der Grund dafür, daß es

fast keine rein roten Blumen gibt; sie

würden nämlich von den Insekten

wegen der Tatsache, rein Schwarz

zu erscheinen, als uninteressant

und Steuerungssystem beim Insekt

füllt zwei Drittel der Gehirnmasse

aus. Wir kennen die Exaktheit, mit

der Details der Umwelt in Gestalt der

Bildschärfe im Insektenauge auf der

NetZhaut wiedergegeben werden, im

einzelnen noch nicht. Wir wissen,

daß Insekten Entfernungen schätzen

können, sind aber noch nicht sicher

über die Genauigkeit dieses elektroniSCh-automatisierten

Vorgangs

orientiert. Man weiß, daß Nachtinsekten,

wie etwa Stabheuschrecken,

mit ihren Augen abends auf NachtsChaltung

gehen können; dabei ge­

~innt der Empfangsapparat "Auge"

~Ine 22000mal größere lichtempfindliChkeit

als am Tage. Aber wir

kennen auch diesen technisch

hOChinteressanten Regelungsvorgang

noch nicht näher.

Die optischen Rechenzentren eines

libellenauges entsprechen einer

elektronischen Datenverarbeitungsanlage

(EDV-Einheit) von schwer

VOrstellbarer Präzision und Leist,ungsfähigkeit.

Dabei ist bei der

Einschätzung dieser technischen

links liegengelassen. Dafür entpuppt

sich aber dem Insektenauge wegen

seiner Fähigkeit, Ultraviolett als

sichtbare Farbe zu sehen, so manche

uns unscheinbar vorkommende

Blüte als farbenprächtiges Spektakel

von hohem Reizwert.

Neben den Insekten und den Primaten

einschließlich des Menschen haben

die meisten Reptilien und die

Fische einen guten Farbensinn, außerdem

natürlich die Vögel, deren

buntes Federkleid schon die Rolle

anzeigt, die hier das Farbliche in

der Kommunikation untereinander

spielt. Einen gewissen Farbensinn

schreibt man noch den Hunden und

den Katzen zu, obwohl sie von Natur

aus Dämmerungs- oder gar Nachttiere

sind, die nie sehr gut farblich

sehen können.

Wenig Farbunterscheidung traut die

Wissenschaft etwa den Pferden ,

Schafen, Schweinen und Eichhörnchen

zu. Interessanterweise konnte

das farbige Sehen noch beim am

höchsten stehenden Weichtier, dem

Tintenfisch, nachgewiesen werden.

Allen Lebewesen hingegen, die in

der Entwicklungsleiter der Natur unter

dem Tintenfisch stehen, ist das

Reich der Farben verschlossen, so

kompliziert ihre Augen auch sonst

konstruiert sein mögen.

Leistung auch noch die Größe dieser

"Gerätekapselung" (Kopf) und

das Alter dieser Erfindung in Rechnung

zu stellen (vor 300 Millionen

Jahren). Also allerhöchste Rationalisierung

auf kleinstem Raum, große

technische Lebensdauer des zugrunde

gelegten technischen Prinzips.

Die Natur war immer schon

eine Zentrale der Rationalisierung,

auch bei der Signalverarbeitung und

der Signalweitergabe. Die Natur als

"Verschwenderin " existiert nur in

der Phantasie des Menschen.

Die Augen der Wirbeltiere

und des Menschen

Aus der Riesenmenge von Strahlen

des Weltenraumes kann das Wirbeltierauge

- also auch das des Menschen

- nur einen Teil der elektro-

Auge eines Pumas (Silberlöwin) aus

Südamerika. Mit der Verkleinerung

der Blende (Pupille) wird die LichtheIligkeit

und Tiefenschärfe bei der

Bildentstehung im Säugetierauge

reguliert.

magnetsichen Strahlen wahrnehmen.

Die Wärme-Sinneszellen der

Haut registrieren die langweiligen

Wärmestrahlen, die Sinneszellen der

Netzhaut des Auges die kurzweiligen

Strahlen als "Licht".

Dabei kann unser Auge mehr Informationen

pro Sekunde aufnehrr 3n

und weiterleiten als alle anderen

Sinnesorgane wie ihre Geschmacksorgane,

Tastsinnesorgane. Das Auge

eignet sich darum zur Wahrnehmung

und Kontrolle der Signale in

unserer Umwelt besonders gut.

Das menschliche Auge ist außerdem

in der Lage, unterschiedliche Wellenlängen

des Lichtes zu unterscheiden..:.

eine Fähigkeit, die wir als

unterschiedliche "Farbeindrücke"

im Bild registrieren. Unser Auge

kann zwar viele HeIligkeitsunterschiede

auf einer Fläche differenzieren

(Gral'sc. attierungen), andererseits

' ber auch nicht mehr als 50

ver r.h{edene. Also ist es beispiels­

~ eise unsinnig, mehr als 50 Abstufungen

von Grau - etwa in einer

Graphik - zu bieten, weil diese

Schattierungen nebeneinander vom

Auge nicht mehr trennbar sind.

Wenn dem Menschen helle und

dunkle Lichtsignale hintereinander

gezeigt werden, müssen sogar Unterschiede

von 10% vorhanden sein,

um noch vom Auge als verschieden

erkannt zu werden. Solche Begrenzungen

des Erkennens muß beispielsweise

die Werbung berücksichtigen,

weil sie sonst kein Interesse

wecken kann.

Tiere sehen schärfer

Das menschliche Auge hat auch keineswegs

die beste Sehschärfe im

Tierrei(h. Viele Vögel, übrigens

auch v"'amäleons, also Eidechsen-

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