10. April 2024, 17:55 Uhr | Lesezeit: 6 Minuten

Von runden oder schlitzförmigen Pupillen bei Tieren hat man schon gehört. Aber hätten Sie gewusst, dass es auch herzchen- oder w-förmige Pupillen gibt?

Pupillenformen bei Landwirbeltieren

Schlitzförmige Pupillen haben sich den verschiedensten Tieren unabhängig voneinander entwickelt. Christopher Dutton, außerordentlicher Professor am Ontario Veterinary College der Universität von Guelph in Kanada, sprach bei „CBC Radio“ über dieses Thema.

Laut dem Experten bieten schlitzförmige Pupillen bestimmten Tieren Vorteile gegenüber runden Pupillen. Einer davon bestehe darin, dass sich die Iris stärker zusammenziehen und erweitern kann. Besonders starker, aber auch geringer Lichteinfall kann so besser reguliert werden.

Dies sei eine nützliche Eigenschaft für nacht- und dämmerungsaktive Arten, deren Augen für schwaches Licht ausgelegt sind. Außerdem schütze es ihre Augen vor dem hellen Licht des Tages. Diese haben zudem kleinere Linsen entwickelt, die mit verschiedenen Strukturen bessere Sicht von Farben in der Nacht erlauben.

Horizontale und vertikale Schlitze

Doch warum gibt es nun horizontale und vertikale Schlitze bei den Pupillen von Tieren? Dies liegt laut Professor Christopher Dutton daran, dass einige Raubtiere Vorteile durch vertikale Schlitze haben. Dies erlaubten eine optimierte Tiefenwahrnehmung, gerade bei Jagdverhalten im Hinterhalt.

Horizontale Schlitze dagegen ermöglichten es wiederum den Beutetieren, das Sichtfeld und die Bildqualität horizontaler Konturen zu optimieren. Also praktisch schneller zu sehen, wenn frontal ein Fressfeind auf sie zukommt. Diese Form der Pupillen gibt es zum Beispiel bei Ziegen, Pferden und Schafen.

Allerdings kann man nicht sagen, dass eine Tierfamilie stets vertikale Schlitze ausbildet. Denn dies stimmt nur bei kleineren Lauerjägern. Sobald ein Tier weit genug vom Boden entfernt ist und anders jagt, bilden sich runde Pupillen aus. Große Hetzjäger wie Löwen haben daher diese Form. Dies legt auch eine Studie aus dem Jahr 2015 als wahrscheinliche Erklärung für die unterschiedlichen Pupillen von großen und kleinen Katzenartigen dar. Allerdings erklärt dies nicht, warum die Pallaskatze, die eher zu den kleineren Vertretern zählt, ebenfalls runde Pupillen hat.

Pupillen bei anderen Tiergruppen

Allerdings ist das Rätsel um die Katzenpupillen nur eines von vielen. Denn die wohl interessantesten Pupillenformen sind nicht bei den gut untersuchten Säugetieren zu finden, sondern bei Amphibien, Reptilien, Fischen und Weichtieren. Bei vielen ist noch nicht abschließend geklärt, welchem Zweck sie dienen.

W-förmige Pupille

Bei Tintenfischen und Sepien finden sich Pupillen, die auf den ersten Blick an ein geschriebenes W oder an eine abgewandelte Wellenform erinnern. Warum das so ist, können Forscher bislang nur mutmaßen. Es existiert die These, dass das Auge durch diese Form gut getarnt ist. Oder dass durch den gebogenen Einfallwinkel bessere Informationen über die Entfernung von Objekten geliefert werden.

Eine Studie aus 2013 fand noch eine andere Erklärung: Demnach sei die w-förmige Pupille eine umgewandelte horizontale Schlitzpupille. Diese könne auf der Netzhaut vertikal unregelmäßiges Lichtfeld ausgleichen. Die Augen von Tintenfischen passen sich also schnell dem dunkleren Wasser an, wenn sie abtauchen. Gleichzeitig nehmen sie aber auch den Horizont besser wahr als ihr Gesichtsfeld, ähnlich wie bei Fluchttieren an Land.

Herzförmige Pupille

Ja, richtig gelesen. Vornehmlich bei Fröschen finden sich herzförmige Pupillen. Allerdings sind dies nicht die einzigen Pupillen, die sich bei dieser Tiergruppe gebildet haben. In einer Studie von 2021 schauten sich Forscher über 3200 Arten von Kröten und Fröschen an und fanden sieben verschiedene, zu unterschiedlichen Zeiten entstandene Pupillenformen.

Doch warum Vertreter wie die Gelbbauchunke zum Beispiel die spezielle Herzform ausgebildet haben, ist nicht sicher. Zudem ist nicht klar, weshalb gerade bei Fröschen so komplett unterschiedliche Pupillenformen entstanden. Thesen wie besonders unterschiedliche Größen oder Lebensweisen, wie sie für Landwirbeltiere aufgestellt wurden, können hier nicht die Erklärung sein. Weitere Forschung muss zeigen, ob die Gelbbauchunke die Welt tatsächlich in Herzform wahrnimmt.

Vertikale Perlenpupille

Bei Echsen, insbesondere bei Geckos, finden sich ebenfalls schlitzartige Pupillen. Diese weisen auf der vertikalen Achse aber noch kleinere Punkte mit Linsen auf. Diese Form erinnert fast an Perlen, die auf einer Schnur aufgereiht sind. Auch hierzu gibt es ein paar Vermutungen und Thesen.

Die einzelnen Perlen sollen zusammenwirken, um die Distanz verschiedener Blickwinkel in einem Auge sichtbar zu machen. Eine darauf aufbauende Theorie besagt, dass die kleinen Linsen Geckos erlauben, in verschiedene Richtungen zu schauen und diese auch nur mit einem Auge dreidimensional erfassen zu können, da die Sicht durch die einzelnen „Perlen“ sich zu einem Bild im Hirn vereint.

Halbmondförmige Pupillen

Diese Form der Pupillen findet sich zum Beispiel bei Delfinen, Stachelrochen, Plattfischen und Welsen. Zu dieser Form gibt es die Vermutung, dass sie das Licht in Wellen besser brechen und ins Hirn der Tiere weiterleiten. Allerdings erlauben sie auch ein weiteres Sichtfeld, das Fressfeinde gut sichtbar macht. Auch diese Theorien müssen noch durch weitere Studien belegt werden.

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Quellen

• Banks, M. S., Sprague, W. W., Schmoll, J., Parnell, J. A., & Love, G. D. (2015). Why do animal eyes have pupils of different shapes?. Science advances, 1(7), e1500391.
• Cervino, Nadia G., et al. A Closer Look at Pupil Diversity and Evolution in Frogs and Toads. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, vol. 288, no. 1957, Aug. 2021, p. 20211402.
• Mäthger, L. M., Hanlon, R. T., Håkansson, J., & Nilsson, D. E. (2013). The W-shaped pupil in cuttlefish (Sepia officinalis): functions for improving horizontal vision. Vision Research, 83, 19-24.
• Thomas, K. N., Rich, C., Quock, R. C., Streicher, J. W., Gower, D. J., Schott, R. K., … & Bell, R. C. (2022). Diversity and evolution of amphibian pupil shapes. Biological Journal of the Linnean Society, 137(3), 434-449.
• VisionscienceAcademy.org, „Diversity in Pupil Dimensions across the Animal Kingdom – An Aesthetic Creation with Visual Significance“ (aufgerufen am 10.04.2024)