Zapfen vs. Stäbchen: Wie wir Farben und bei schwachem Licht sehen

Stäbchen und Zapfen sind Photorezeptoren – Zellen auf der Rückseite unserer Augen (der Netzhaut), die Licht in elektrische Signale umwandeln. Sie sind ein wesentlicher Teil des Sehprozesses. Zapfen reagieren auf Farbe und Stäbchen reagieren auf schwaches Licht.

Typen

Zapfen gibt es in drei Typen: rot, grün und blau. Jeder Zapfentyp reagiert stark auf eine bestimmte Farbe. Stäbchen sind alle gleich. Sie reagieren auf Licht, selbst auf schwaches Licht, jeder Farbe.

Zeitrahmen

Sowohl Stäbchen als auch Zapfen reagieren auf Licht, indem sie einen Impuls entlang eines Nervs abfeuern. Nach dem Abfeuern benötigt der Photorezeptor eine Ruhepause, bevor er wieder feuern kann. Diese Ruhepause wird als „Regeneration“ bezeichnet und ist notwendig, damit der Photorezeptor für das nächste Feuern Ionen aufladen kann.

Die beiden Theorien

Es gibt zwei verschiedene Theorien darüber, warum Zapfen schneller regenerieren als Stäbchen. Beide Theorien haben ihre Anhänger, aber der Konsens ist, dass beide eine teilweise Erklärung bieten. Die Theorien werden als die primitive Regenerationstheorie und die Theorie der bipolaren Verbindungen bezeichnet.

Primitive Regeneration

Stäbchen sind evolutionär älter und haben einen primitiven Regenerationsprozess, der empfindlicher auf Licht reagiert, aber langsamer regeneriert.

Bipolare Verbindungen

Zapfen sind mit einer oder nur wenigen Zellen der nächsten tiefsten Schicht (der bipolaren Schicht) der Netzhaut verbunden. Stäbchen sind mit vielen mehr Zellen in der bipolaren Schicht verbunden. Die große Anzahl an interzellulären Verbindungen verlangsamt den Regenerationsprozess für Stäbchen.