Was ist Tetrachromie?
Haben Sie schon einmal von einem naturwissenschaftlichen Kurs oder Ihrem Augenarzt von Stäbchen und Zapfen gehört? Sie sind die Komponenten in Ihren Augen, die Ihnen helfen, Licht und Farben zu sehen. Sie befinden sich in der Netzhaut. Das ist eine dünne Gewebeschicht auf der Rückseite Ihres Augapfels in der Nähe Ihres Sehnervs.
Stäbchen und Zapfen sind entscheidend für das Sehen. Stäbe sind lichtempfindlich und wichtig, damit Sie im Dunkeln sehen können. Zapfen sind dafür verantwortlich, dass Sie Farben sehen können.
Die meisten Menschen sowie andere Primaten wie Gorillas, Orang-Utans, Schimpansen und sogar einige Beuteltiere sehen Farbe nur durch drei verschiedene Arten von Zapfen. Dieses Farbvisualisierungssystem wird als Trichromie („drei Farben“) bezeichnet.
Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass es Menschen gibt, die vier unterschiedliche Farbwahrnehmungskanäle haben. Dies ist als Tetrachromie bekannt.
Tetrachromie wird unter Menschen als selten angesehen. Untersuchungen zeigen, dass es bei Frauen häufiger vorkommt als bei Männern. Eine Studie aus dem Jahr 2010 legt nahe, dass fast 12 Prozent der Frauen diesen vierten Farbwahrnehmungskanal haben könnten.
Männer sind weniger Tetrachromaten. Männer sind tatsächlich eher farbenblind oder können nicht so viele Farben wahrnehmen wie Frauen. Dies ist auf vererbte Anomalien in ihren Zapfen zurückzuführen.
Erfahren Sie mehr darüber, wie sich Tetrachromie gegen typisches trichromatisches Sehen verhält, was Tetrachromie verursacht und wie Sie herausfinden können, ob Sie sie haben.
Tetrachromie vs. Trichromie
Der typische Mensch hat drei Arten von Zapfen in der Nähe der Netzhaut, mit denen Sie verschiedene Farben im Spektrum sehen können:
- Kurzwellenkegel (S): empfindlich gegenüber Farben mit kurzen Wellenlängen wie Lila und Blau
- Mittelwellenkegel (M): empfindlich gegenüber Farben mit mittleren Wellenlängen wie Gelb und Grün
- langwellige (L) Zapfen: empfindlich gegenüber Farben mit langen Wellenlängen wie Rot und Orange
Dies ist als Theorie der Trichromie bekannt. Mit Fotopigmenten in diesen drei Zapfentypen können Sie das gesamte Farbspektrum wahrnehmen.
Photopigmente bestehen aus einem Protein namens Opsin und einem lichtempfindlichen Molekül. Dieses Molekül ist als 11-cis-Netzhaut bekannt. Verschiedene Arten von Fotopigmenten reagieren auf bestimmte Farbwellenlängen, für die sie empfindlich sind. Dies führt dazu, dass Sie diese Farben wahrnehmen können.
Tetrachromaten haben einen vierten Kegeltyp mit einem Fotopigment, mit dem mehr Farben wahrgenommen werden können, die nicht im typischen sichtbaren Spektrum liegen. Das Spektrum ist besser als ROY G. BIV (bekannt R ed, O - Bereich, Y ellow, G reen, B lue, I ndigo und V Iolet).
Das Vorhandensein dieses zusätzlichen Photopigments kann es einem Tetrachromat ermöglichen, mehr Details oder Vielfalt innerhalb des sichtbaren Spektrums zu sehen. Dies nennt man die Theorie der Tetrachromie.
Während Trichromaten ungefähr 1 Million Farben sehen können, können Tetrachromaten unglaubliche 100 Millionen Farben sehen, so Dr. Jay Neitz, Professor für Augenheilkunde an der University of Washington, der sich intensiv mit Farbsehen befasst hat.
Ursachen der Tetrachromie
So funktioniert Ihre Farbwahrnehmung normalerweise:
- Die Netzhaut nimmt Licht von Ihrer Pupille auf. Dies ist die Öffnung an der Vorderseite Ihres Auges.
- Licht und Farbe wandern durch die Linse Ihres Auges und werden Teil eines fokussierten Bildes.
- Kegel wandeln Licht- und Farbinformationen in drei separate Signale um: Rot, Grün und Blau.
- Diese drei Arten von Signalen werden an das Gehirn gesendet und zu einem mentalen Bewusstsein für das verarbeitet, was Sie sehen.
Der typische Mensch hat drei verschiedene Arten von Zapfen, die visuelle Farbinformationen in rote, grüne und blaue Signale aufteilen. Diese Signale können dann im Gehirn zu einer visuellen Gesamtbotschaft kombiniert werden.
Tetrachromaten haben einen zusätzlichen Kegeltyp, mit dem sie eine vierte Dimension von Farben sehen können. Es resultiert aus einer genetischen Mutation. Und es gibt in der Tat einen guten genetischen Grund, warum Tetrachromaten eher Frauen sind. Die Tetrachromacy-Mutation wird nur durch das X-Chromosom geleitet.
Frauen erhalten zwei X-Chromosomen, eines von ihrer Mutter (XX) und eines von ihrem Vater (XY). Es ist wahrscheinlicher, dass sie die notwendige Genmutation von beiden X-Chromosomen erben. Männer bekommen nur ein X-Chromosom. Ihre Mutationen führen normalerweise zu anomaler Trichromie oder Farbenblindheit. Dies bedeutet, dass entweder ihre M- oder L-Kegel nicht die richtigen Farben wahrnehmen.
Eine Mutter oder Tochter von jemandem mit anomaler Trichromie ist höchstwahrscheinlich ein Tetrachromat. Eines ihrer X-Chromosomen kann normale M- und L-Gene tragen. Das andere trägt wahrscheinlich reguläre L-Gene sowie mutierte L-Gene, die durch einen Vater oder Sohn mit anomaler Trichromie übertragen wurden.
Eines dieser beiden X-Chromosomen wird letztendlich für die Entwicklung von Zapfenzellen in der Netzhaut aktiviert. Dies führt dazu, dass die Netzhaut aufgrund der Vielzahl verschiedener X-Gene, die sowohl von Mutter als auch von Vater weitergegeben werden, vier Arten von Zapfenzellen entwickelt.
Einige Arten, einschließlich des Menschen, benötigen für keinen evolutionären Zweck einfach Tetrachromie. Sie haben fast die Fähigkeit insgesamt verloren. Bei einigen Arten dreht sich bei der Tetrachromie alles ums Überleben.
Einige Vogelarten, wie der Zebrafink, benötigen Tetrachromie, um Nahrung zu finden oder einen Partner zu wählen. Und die gegenseitige Bestäubungsbeziehung zwischen bestimmten Insekten und Blumen hat dazu geführt, dass Pflanzen komplexere Farben entwickeln. Dies hat wiederum dazu geführt, dass sich Insekten entwickelt haben, um diese Farben zu sehen. Auf diese Weise wissen sie genau, welche Pflanzen sie für die Bestäubung auswählen müssen.
Tests zur Diagnose der Tetrachromie
Es kann schwierig sein zu wissen, ob Sie ein Tetrachromat sind, wenn Sie noch nie getestet wurden. Sie können Ihre Fähigkeit, zusätzliche Farben zu sehen, für selbstverständlich halten, da Sie kein anderes visuelles System haben, mit dem Sie Ihre vergleichen können.
Der erste Weg, um Ihren Status herauszufinden, ist die Durchführung von Gentests. Ein vollständiges Profil Ihres persönlichen Genoms kann die Mutationen auf Ihren Genen finden, die möglicherweise zu Ihren vierten Zapfen geführt haben. Ein Gentest Ihrer Eltern kann auch die mutierten Gene finden, die an Sie weitergegeben wurden.
Aber woher wissen Sie, ob Sie die zusätzlichen Farben tatsächlich von diesem zusätzlichen Kegel unterscheiden können?
Hier bietet sich die Forschung an. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um herauszufinden, ob Sie ein Tetrachromat sind.
Der Farbanpassungstest ist der signifikanteste Test für Tetrachromie. Im Rahmen einer Forschungsstudie geht es so:
- Die Forscher präsentieren den Studienteilnehmern zwei Farbmischungen, die für Trichromaten gleich, für Tetrachromaten jedoch unterschiedlich aussehen.
- Die Teilnehmer bewerten zwischen 1 und 10, wie stark sich diese Mischungen ähneln.
- Die Teilnehmer erhalten zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt dieselben Farbmischungssätze, ohne dass ihnen mitgeteilt wird, dass es sich um dieselben Kombinationen handelt, um festzustellen, ob sich ihre Antworten ändern oder gleich bleiben.
Echte Tetrachromaten bewerten diese Farben jedes Mal gleich, was bedeutet, dass sie tatsächlich zwischen den in den beiden Paaren dargestellten Farben unterscheiden können.
Trichromaten können dieselben Farbmischungen zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich bewerten, was bedeutet, dass sie nur Zufallszahlen auswählen.
Tetrachromie in den Nachrichten
Tetrachromaten sind selten, machen aber manchmal große Medienwellen.
Ein Thema in der 2010 Journal of Vision-Studie, das nur als cDa29 bekannt ist, hatte ein perfektes tetrachromatisches Sehen. Sie machte keine Fehler bei ihren Farbanpassungstests und ihre Antworten waren unglaublich schnell.
Sie ist die erste Person, bei der die Wissenschaft Tetrachromie nachgewiesen hat. Ihre Geschichte wurde später von zahlreichen Wissenschaftsmedien wie dem Discover Magazine aufgegriffen.
2014 teilte die Künstlerin und Tetrachromatin Concetta Antico ihre Kunst und ihre Erfahrungen mit der British Broadcasting Corporation (BBC). Nach ihren eigenen Worten kann sie durch Tetrachromie beispielsweise „mattes Grau… [als] Orangen, Gelb, Grün, Blau und Rosa“sehen.
Während Ihre eigenen Chancen, ein Tetrachromat zu sein, gering sind, zeigen diese Geschichten, wie sehr diese Seltenheit diejenigen von uns fasziniert, die eine Standard-Drei-Kegel-Vision besitzen.
