Vorwort | 7 |
Inhalt | 10 |
1 Evolutionsgedanken | 17 |
Wirbeltiere ... | 18 |
Fotoshootings der Evolution | 18 |
Ein Leitfaden für dieses Buch | 18 |
... und Wirbellose | 20 |
Evolutions-Theorie aus der Sicht eines Mathematikers | 22 |
Ein Beweis ohne Wenn und Aber | 22 |
Es genügt ein einziges Gegenbeispiel | 22 |
Die sprichwörtliche (und unmögliche) „ Quadratur des Kreises“ | 22 |
Kann man Naturgesetze beweisen? | 22 |
und Charles Darwin | 22 |
Noch einmal zur Quadratur des Kreises | 24 |
Wie kann man jemanden davon überzeugen, dass sein „Gegenbeweis“ unhaltbar ist? | 24 |
„Gegenbeweise“ zur Evolutionstheorie | 24 |
Wir „beweisen“, dass 1 = 2 ist, und folgern, dass Mathematik Unfug ist | 24 |
Die Paläontologie als Zeitfenster in die Vergangenheit | 26 |
Evolution ist die Veränderung von Organismen in der Zeit, verursacht durch Selektion | 26 |
Etablierung der Selektionstheorie | 26 |
Evolution aus der Sicht eines Biologen | 26 |
Künstliche Selektion: Gezieltes Warten auf Mutationen | 26 |
Natürliche Selektion: Unterschied im Vermehrungserfolg von Individuen | 26 |
Erfolgreichere Mutanten verdrängen allmählich die weniger erfolgreichen | 27 |
Biotische und abiotische Selektionsfaktoren | 27 |
Sexualität mit zwei Geschlechtern und Reduktionsteilung | 27 |
Praktisch unendlich viele unterschiedliche Keimzellen | 28 |
Bereits jede Eizelle und jedes einzelne Spermium sind ein Unikat | 28 |
Selektion ist zwar ein statistischer Prozess, aber geradezu das Gegenteil von Zufall | 28 |
Evolution optischer Sinnesorgane | 28 |
Kanalisierende Rahmenbedingungen | 29 |
Die sukzessive Evolution von verschiedenen Augentypen | 29 |
Die Hell-Dunkel-Erkennung | 29 |
Kombination von Modulen | 29 |
Der Embryo macht alle Stadien durch | 30 |
2 Linsenaugen oder Facettenaugen | 32 |
Linsenaugen oder Facettenaugen | 34 |
Mindestens 500 Millionen Jahre alt: Ein uraltes Erbe aller Tiere | 34 |
Konvergente Entwicklung von Linsenaugen | 34 |
Kleine oder große Augen besser? | 34 |
Scharfstellen mittels Korrekturlinse | 34 |
Spiegelaugen – eine interessante Variante der Linsenaugen | 35 |
Komplexoder Facettenaugen der Krebse und Insekten | 35 |
Der Aufbau eines Ommatidiums | 35 |
Auflösung und Lichtstärke | 36 |
Facettenaugen für Tag bzw. Nacht | 37 |
Letztendlich gar nicht so unterschiedlich | 37 |
Wie gut sehen Gliedertiere? | 38 |
Zum aktiven Jagen braucht man gute Augen | 39 |
Bildhebung durch Brechnung | 40 |
Zwei Lösungen, die Welt scharf zu sehen | 42 |
Vorund Nachteile des Facettenauges | 44 |
Schnellere Reaktionszeit des Facettenauges | 45 |
Starre Augen plus Kopfdrehung | 45 |
Räumliches Sehen bei Insekten | 46 |
Krebs oder Insekt? | 48 |
Rollende Augäpfel | 50 |
Die Augen verdrehen ... | 51 |
Schielen – eine Augenmuskelgleichgewichtsstörung | 51 |
Spinne oder Krebs? | 52 |
Skurrile Augen | 54 |
Facettenaugen unter Wasser | 56 |
Molche und Salamander | 58 |
Reptil und Amphibium in einem Biotop | 60 |
Froschaugen | 62 |
Muränen und Schlangenaale | 64 |
Noch ein schlangenförmiger Fisch | 65 |
Die größten Augen unter Landtieren | 66 |
Farbenblind? | 68 |
Knorpelfische | 70 |
Vögel und Reptilien | 72 |
An der empfindlichsten Stelle | 74 |
3 Die Welt ist 3D | 76 |
Die Welt ist 3D | 78 |
Wie kann Licht wahrgenommen werden? | 78 |
Zwei evolutive Lösungen | 78 |
Überlagerte Sehfelder | 78 |
Verschiedene Augenstellungen | 78 |
Verbesserung durch Sehnervenkreuzungen | 78 |
Fangschrecke und Fangschreckenkrebs | 80 |
Augen und Pseudoaugen der Fangschrecken | 81 |
Das komplexe Sozialverhalten der Fangschreckenkrebse | 81 |
Millimetergenaues Abschätzen | 82 |
Die Augen der Groß- und Kleinlibellen | 84 |
Die größten Augen unter den Insekten | 85 |
Leben im Sand | 86 |
Eine Abplattung der anderen Art | 87 |
Acht Beine und ein Superhirn | 88 |
Rundumblick durch zwei Sehschlitze | 89 |
Blitzschneller Farbwechsel | 89 |
Die Gestalt ist „ungewöhnlich“ und äußerst flexibel | 89 |
Merkund lernfähig | 89 |
Weberknechte und Oktopusse | 90 |
Doppelte Bildverarbeitung | 92 |
Doppelte Bildverarbeitung | 92 |
Zwei unabhängig bewegbare Augen | 92 |
Entfernungsabschätzung durch Messen der Akommodation | 92 |
Kaum tote Winkel und enorme Sehschärfe | 92 |
4 Schärfer geht es kaum | 94 |
Schärfer geht es kaum | 96 |
Anpassungen der Augen | 96 |
Gleitsichtbrillen | 96 |
Erhöhung der Lichtausbeute | 96 |
Riesige Tubulusaugen | 97 |
Muscheln mit Spiegelaugen | 97 |
Lichtreflektierende | 97 |
Stielaugen | 98 |
Hohe Auflösung | 100 |
Reptilienaugen, die UV-Licht sehen | 101 |
Schnelle und langsame Bewegungen besser erfassen | 101 |
Die Greifvögel toppen alles | 101 |
Von Krähen und Geiern | 102 |
Runde oder geschlitzte Pupillen? | 104 |
Restlichtverstärker | 106 |
Wie gut sehen Haie? | 108 |
Haie sind Augentiere | 109 |
Farbenblind, aber enorm lichtempfindlich | 109 |
Tintenfische sind keine Wirbeltiere, haben aber ähnliche Augen | 110 |
Zwei gelbe Flecken auf der Netzhaut | 110 |
Das Tintenfischauge hat keinen „ blinden Fleck“ | 111 |
Unterschiede in der Embryonalentwicklung | 111 |
Ausgezeichnete Sehleistung, Farben nur in Ausnahmefällen | 111 |
Räumliches Sehen bei Wirbeltieren ... | 112 |
... und Tintenfischen | 112 |
Kaum zu überbieten | 114 |
Räumliches Sehen mit nur einem Auge | 115 |
Polarisiertes Licht sehen und interpretieren | 115 |
Sehen acht Augen besser als zwei? | 116 |
Vom Facettenauge zum Linsenauge | 116 |
Hauptund Nebenaugen | 116 |
Springspinnen: Inverse Retina und eine lange Brennweite | 116 |
Vier Netzhautschichten für Farben & Entfernungsschätzung | 117 |
Räumliches Sehen durch Bewegung der Retina | 117 |
Zusammenspiel der Augen | 117 |
Bei vielen anderen Spinnen ist der Sehsinn nicht so wichtig | 117 |
5 Einfach oder vereinfacht | 118 |
Einfach oder vereinfacht | 120 |
Der Weg des Lichtes zum Gehirn | 120 |
Das Prototypische Auge | 120 |
Sekundäre Vereinfachung durch Abbau und Reduktion | 121 |
Zum Grundplan aller Gliederfüßer | 122 |
Die Augen der Spinnentiere | 122 |
Spinnentiere meist nachtaktiv | 122 |
Von Larvalaugen zu sekundären Hochleistungsaugen | 122 |
Ein sehr ursprüngliches Auge | 124 |
Lebende Fossilien mit Lochkameraaugen | 125 |
Augen nur „pro forma” | 126 |
Ein Tierchen mit einem Zyklopenauge | 128 |
Eine Facettenkugel, sekundär verschmolzen | 128 |
Vielfältige Miniaturaugen | 128 |
Totale Rundumsicht | 129 |
Augen und Mundwerkzeuge sind vorne | 130 |
Wo sind die Augen? | 130 |
Reste eines ursprünglich größeren Facettenauges | 131 |
Acht Augen und trotzdem kein Augentier | 132 |
Spinnen sind Weltmeister der Mechanorezeption | 133 |
Auf die Größe der Klauen kommt es an | 133 |
Die Punktaugen der Insekten | 134 |
Zusätzliche Lichtsinnesorgane | 134 |
Die Retina scheint irgendwie nicht dazu zu passen | 134 |
Wofür sind Stirnocellen gut? | 134 |
Nicht alle Insekten haben Stirnocellen | 134 |
Quadratische Facetten höherer Krebse | 136 |
1. Ein dünnes quadratisches Prisma kann einen Lichtstrahl nahezu wie ein Spiegel reflektieren | 136 |
2. Die kugelförmige Anordnung der Facetten bündelt einen Teil der reflektierten Strahlen | 136 |
3. Alle möglichen Strahlenrichtungen ergeben ein aufrechtes, lichtstarkes Bild auf einer Kugel | 136 |
Selbst fossile Augen kann man analysieren ... | 137 |
Typ 1: Hexagonale ( Holochroale) Facettenaugen | 137 |
Typ 2: Schizochroale Sehapparate | 137 |
Flughunde oder fliegende Füchse | 138 |
6 Über und unter Wasser sehen | 140 |
Über und unter Wasser sehen | 142 |
Ein simples Augenmodell über und unter Wasser | 144 |
An Land genügt eine gekrümmte Hornhaut | 144 |
Unter Wasser braucht es eine kugelförmige Linse | 145 |
Robbenaugen | 146 |
Robben brauchen die kugelförmige Linse der Fische | 146 |
Multifokale Linsen und flexible Pupillen | 146 |
Anpassung an das Sehen unter Wasser | 146 |
Tränenflüssigkeit ohne Tränenkanäle | 147 |
Seltsame Augensteuerung bei Wasserschildkröten | 147 |
Verschiebung statt Verformung der Linsen | 148 |
Von Natur aus kurzsichtig | 148 |
Besonderheiten bei Hornund Netzhaut | 149 |
Beachtliche Sehleistung | 149 |
Aufstockung der Photorezeptorzellen in der Tiefe | 149 |
Fische an der Wasseroberfläche | 150 |
Das Problem mit der Kurzsichtigkeit | 150 |
Amphibisch lebende Fische | 151 |
Was haben Flusspferde und Wale gemeinsam? | 152 |
Augen von Unterwassersäugern | 154 |
Wie groß können oder sollen Augen sein? | 156 |
Hot Spots – Gezielte Mutationen | 158 |
7 Pax und Homologie | 160 |
Pax und Homologie | 162 |
Erster Akt: Was ist Evolution? | 162 |
Zweiter Akt: Synthetische Theorien der Evolution | 162 |
Dritter Akt: EvoDevo | 162 |
Alle Organismen besitzen gleich aufgebaute DNA | 162 |
Auf den Aktivierungszeitpunkt kommt es an | 162 |
Hoxund Pax-Gene regulieren grundlegende Körperbaupläne | 163 |
Homöotische Gene | 163 |
Entdeckung von Schlüsselgenen | 163 |
Funktionierende Augen an der falschen Stelle | 163 |
Die Entstehung komplexer Vielfalt | 163 |
Schon bei einzelligen Vorfahren ist ein lichtempfindliches Protein entstanden | 163 |
Zwei Typen von Lichtsinneszellen | 164 |
Prototypisches Auge | 164 |
Pax6 steuert alles | 164 |
Opsine lösen den Nervenimpuls aus | 164 |
Warum haben manche Großgruppen im Tierreich keine Augen? | 164 |
Homologie – Analogie | 165 |
Wie erkennt man Homologie? | 165 |
Dennoch sind nicht alle Augentypen homolog | 165 |
8 Alternative Sinne | 166 |
Alternative Sinne | 168 |
Sinne sind die Vermittler zwischen der Außenwelt und der neuronalen Innenwelt | 168 |
Mechanorezeptoren | 168 |
Chemische Sinne | 169 |
Riechen bei Insekten | 169 |
Spezielle Thermorezeptoren | 169 |
Elektrische Signale | 170 |
Spannungsschläge zur Verteidigung | 170 |
Orientierung anhand des Erdmagnetfeldes | 171 |
Besser riechen als sehen | 172 |
Tastund Vibrationssinn | 174 |
Lauern im Dunkeln ... | 175 |
Hören mit den Haaren | 175 |
Fledermaus-Nahaufnahmen | 176 |
Geruchssinn optimiert | 178 |
Die gespaltene Zunge dient zum Riechen | 178 |
Eine erfolgreiche Jagdstratetgie | 178 |
Tagaktive Nattern und nachtaktive Baumboas | 180 |
Zwei Zehnerpotenzen auseinander | 182 |
9 Bunte Welt | 184 |
Bunte Welt | 186 |
Farbe ist eine Sinnesempfindung | 186 |
Farbe bezieht sich auf den reflektierten Lichtanteil | 186 |
Schritt 1: Aktivierung der Netzhaut | 186 |
Schritt 2: Farbwahrnehmung im Gehirn | 186 |
Die Evolution der Opsine | 186 |
Die Evolution des Farbsehens bei Vögeln und Säugetieren | 186 |
Reduktion der Opsintypen bei den Säugetieren | 187 |
Augenbinden | 188 |
Skurril und giftig | 190 |
Was passiert, wenn die Augen getarnt sind? | 192 |
Wozu diese Muster? | 194 |
Interferenzfilter | 195 |
Muster durch sexuelle Selektion? | 195 |
Pseudopupillen | 196 |
10 Augensprache | 198 |
Augensprache | 200 |
Augen sind nicht nur Sehorgane | 200 |
Die Farbe der Iris | 200 |
Weinen | 201 |
Falsche Augen können lebensrettend sein | 202 |
Scheinaugen unter Wasser | 204 |
Eine Schrecksekunde, um flüchten zu können | 205 |
Wehroder Abwehrmimikry | 205 |
Tarnung als aggressives Mimikry | 205 |
Augensprache | 206 |
Kometeneinschlag vor 65 Millionen Jahren ... | 208 |
Die Chance für die Säugetiere | 208 |
Genetisch und emotional nahe | 210 |
Die Augensprache unser Verwandten | 212 |
Kindchenschema | 214 |
Lauerjäger | 216 |
Krokodilstränen | 217 |
Eine skurrile Ähnlichkeit | 217 |
Angeblich hypnotisierende Augen | 218 |
Kindchenschema unter Wasser | 220 |
Teddybär oder gefährliches Raubtier? | 222 |
Wieviele Tierarten gibt es? | 224 |
Viele Wirbeltiere ... | 224 |
... und noch viel mehr wirbellose Tiere | 224 |
Wie sieht es in Mitteleuropa aus? | 224 |
Wirbeltiere stehen uns näher | 225 |
Ein Überblick über das breite Spektrum | 225 |
Glossar | 226 |
Ausgewählte Literatur | 227 |
Index | 228 |
Fortsetzung folgt ... | 230 |