## Leistungsvergleich: Komplexauge und Linsenauge

### Die Lichtempfindlichkeit der Photorezeptoren

### Linsengröße und Lichtempfindlichkeit

### Fit für´s Nachtleben

Der pro Photorezeptor absorbierte Lichtstrom fabs wird durch folgende Faktoren bestimmt:
(siehe auch: Retinale Beleuchtungsstärke)
L: Leuchtdichte des betrachteten Objekts (Photonen/s m-2)
a: Durchmesser der Linse (m)
f: Brennweite der Linse (m)
d: Durchmesser des Photorezeptors (m)
k: Absorption pro µm Photorezeptorlänge (m-1)
l: Länge des Rhabdoms/Außensegments (m)

### fabs = L (p/4)2 (a/f)2 d2 (1-e-kl) (Photonen/s)

Linsendurchmesser a und -brennweite f sind Parameter des dioptrischen Apparats, deren Optimierung zu einer großen relativen Apertur und damit zu hoher Lichtstärke des Auges führt.
Die Photorezeptoren in Komplex- wie Linsenaugen sind vor allem bei nachtaktiven Tieren für für das Einsammeln möglich vieler Photonen optimiert.
1. Durchmesser der Photorezeptoren d: Während d bei tagaktiven Tieren ca 1-2 µm beträgt, können nachtaktive Tiere 8 µm (Mehlmotte) bis 20 µm (Kescherspinne) erreichen. Manche Insekten können den Durchmesser der Rhabdome ihrer Komplexaugen verändern: bei schwachem Licht werden die Rhabdome weit gestellt, absorbierte Lichtstrom steigt.
2. Absorptionseffizienz k: Die Außensegmente der Photorezeptoren von Wirbeltieren zeigen hohe Absorptionseffizienz. Bei Menschen wird ein k-Wert von 0.035 µm-1 gemessen. Das bedeutet, daß 95% des in einen Photorezeptor einfallendes Licht nach nur 85 µm absorbiert ist. Bei Komplexaugen findet man k-Werte um 0.0067 µm-1; für eine 95%ige Absorption ist eine Rhabdomlänge von 600 µm erforderlich. Dieser Unterschied in der Absorptionseffizienz entsteht vor allem durch Unterschiede in der Packungsdichte der lichtempfindlichen Membranen: Die Disks der Außensegmente sind wesentlich dichter gepackt als die Mikrovilli in den Rhabdomen.
3. Länge des Photorezeptors l: Während die Außensegmente der Photorezeptoren eine Länge von ca 30 µm haben, erreichen die Rhabdome in Komplexaugen 200 (Bienen) bis 500 µm (Libellen). Dadurch wird die geringere Absorptionseffizienz der Rhabdomere ausgeglichen.

HIGHRES (16 kbyte) | LOWRES (16 kbyte)

Je größer der Durchmesser eines Photorezeptors, desto mehr Photonen werden eingefangen (oben links). Die Absorptionseffizienz von Wirbeltierphotorezeptoren ist größer als bei den Rhabdomeren der Komplexaugen (oben rechts). Dafür sind Rhabdomere länger (unten).

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Institut für Biologische Informationsverarbeitung im Forschungszentrum Jülich