Tetrachromat

Ein Tetrachromat (altgriechisch τετρα- tetra- „vier“ und χρῶμα chrōma „Farbe“) ist ein Lebewesen, welches vier Arten von Farbrezeptoren zum Sehen benutzt.

Grundlagen

Der Mensch hat meistens in der lichtempfindlichen Netzhaut des Auges drei verschiedene Arten von farbempfindlichen Fotorezeptoren, den Zapfen, und wird deshalb als Trichromat bezeichnet. Die Farbempfindlichkeit der Zapfen beruht auf den verschiedenen Absorptionsmaxima der jeweiligen Sehpigmente, bestehend aus S-, M- und L-Opsin und dem Chromophor Retinal. Bei Stäbchen tritt hingegen nur ein Sehpigment (Rhodopsin) auf, weshalb sie farbunempfindlich sind.

Viele Tiere besitzen einen vierten Farbrezeptor, der beispielsweise im gelben oder im ultravioletten Bereich des Lichtes empfindlich ist. Diese Tiere werden als Tetrachromaten bezeichnet. Ein vierter Farbrezeptor kann das wahrgenommene Farbspektrum vergrößern oder die Differenzierung innerhalb des wahrgenommenen Spektrums verbessern, sofern diese Farbwahrnehmung auch vom Gehirn verarbeitet wird.

Primäre Tetrachromasie

Farbempfindlichkeit der Zapfen bei primärer Tetrachromasie

Viele Wirbeltiere (Fische, Amphibien, Reptilien und Vögel), aber auch Arthropoden wie Springspinnen und Insekten sind Tetrachromaten. Zum Beispiel besitzt der Goldfisch zusätzlich zu den rot-, grün- und blauempfindlichen Zapfen einen UV-Zapfen, der sehr kurzwelliges, ultraviolettes Licht absorbieren und diese Information verarbeiten kann. Tetrachromasie dürfte somit eine weitverbreitete Eigenschaft des Wirbeltierauges sein. Auch Vögel nutzen die vierte Grundfarbe etwa durch spezielle UV-Reflexionsmuster im Gefieder.

Viele höhere Säugetiere sind hingegen Dichromaten (mit nur zwei Typen von Zapfen). Als Ursache wird angenommen, dass die Vorfahren nachtaktiv waren und mit dieser Lebensweise der Verlust von zwei Photopigmenttypen in den Zapfen einherging (beispielsweise jener für UV). Bei Beutelsäugern gibt es Hinweise, dass diese nur ein Photopigment reduzierten und daher wahrscheinlich primär Trichromaten sind (nebenbei zeigt deren Retina noch andere „Reptilieneigenschaften“). Bei manchen Altweltaffen und daher letztendlich beim Menschen habe sich die Trichromasie durch partielle Verdoppelung des Gens auf dem X-Chromosom sekundär wieder entwickelt.

Sekundäre Tetrachromasie beim Menschen

Die Gene für L- und für M-Opsin liegen beim Menschen auf dem X-Chromosom. Da Frauen über zwei X-Chromosomen verfügen, kann bei ihnen – vor allem wenn sie einen deuteranomalen oder protanomalen Elternteil haben – ein zusätzlicher veränderter Farbrezeptor auftreten, dessen Empfindlichkeitsmaximum in der Regel zwischen denen des Rot- und des Grünrezeptors liegt und der somit als Gelb- oder Orangerezeptor zu qualifizieren ist. Dieser Vier-Farbpigment-Genotyp tritt bei zwölf Prozent aller Frauen auf. Der Genotyp führt jedoch nur selten zu einer Tetrachromasie, da in der Regel keine getrennte neuronale Verarbeitung der Signale des vierten Farbrezeptors erfolgt. Einzelne Fälle experimentell verifizierter tetrachromatischer, also differenzierterer, Farbwahrnehmung wurden jedoch schon beschrieben.

Sichtweisen von Tetrachromaten

Die Oberfläche vieler Früchte reflektiert UV-Licht. Dadurch ist es für Tiere mit dem Vermögen, UV-Licht wahrzunehmen, leichter, diese aufzufinden. Bestimmte Falkenarten sind Tetrachromaten, sie entdecken die Spur ihrer Beute anhand deren Markierungen aus UV-reflektierendem Urin oder Kot.