Nach einer in der Zeitschrift Science Advances veröffentlichten Studie über 214 Landtierarten ist die ökologische Nische eines Tieres ein starker Prädiktor für die Pupillenform.
Die Studie legt nahe, dass die Pupillen verraten könnten, ob ein Tier Jäger oder Gejagter ist. Bildnachweis: Tambako the Jaguar / CC BY-ND 2.0.
Arten mit vertikal geschlitzten Pupillen sind mit größerer Wahrscheinlichkeit Raubtiere, die sowohl tagsüber als auch nachts aktiv sind.
Im Gegensatz dazu sind Arten mit horizontal verlängerten Pupillen sehr wahrscheinlich Pflanzenfresser mit Augen an den Seiten des Kopfes.
Runde Pupillen wurden mit aktiven Jägern in Verbindung gebracht, also mit Tieren, die ihre Beute jagen.
Um zu erklären, warum horizontal verlängerte Pupillen mit wenigen Ausnahmen mit grasenden Beutetieren wie Schafen, Hirschen und Pferden übereinstimmten, wandten sich die Autoren der Studie – Prof. Martin Banks von der University of California, Berkeley, und Koautoren – an Computermodelle, um die Auswirkungen verschiedener Pupillenformen zu untersuchen.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die horizontalen Pupillen das effektive Sichtfeld erweiterten. Wenn die Pupillen horizontal gestreckt sind, sind sie auf den Boden ausgerichtet, so dass mehr Licht von vorne, hinten und von den Seiten einfällt.
Die Ausrichtung trägt auch dazu bei, die Menge an blendendem Licht von der Sonne über dem Tier zu begrenzen, so dass das Tier den Boden besser sehen kann.
“Die erste wichtige visuelle Anforderung für diese Tiere besteht darin, sich nähernde Raubtiere zu erkennen, die in der Regel vom Boden aus kommen, so dass sie auf dem Boden einen Rundumblick mit minimalen blinden Flecken haben müssen. Die zweite wichtige Anforderung ist, dass sie, sobald sie ein Raubtier entdeckt haben, sehen müssen, wohin es rennt. Sie müssen gut genug aus dem Augenwinkel sehen, um schnell zu laufen und über Dinge zu springen”, erklärt Prof. Banks.
Aber was passiert mit dieser Orientierung, wenn das Tier seinen Kopf zum Grasen senkt? Wenn die Pupille der Neigung des Kopfes folgt, würde sie senkrechter werden.
“Um dies zu überprüfen, verbrachte ich Stunden im Oakland Zoo, oft umgeben von Schulkindern auf Ausflügen, um die verschiedenen Tiere zu beobachten. Wenn Ziegen, Antilopen und andere weidende Beutetiere ihren Kopf zum Fressen senken, drehen sich ihre Augen, um die horizontale Ausrichtung der Pupillen zum Boden beizubehalten”, so Prof. Banks.
“Die Augen von Weidetieren können sich um 50 Grad oder mehr pro Auge drehen, ein Bereich, der zehnmal größer ist als bei menschlichen Augen.”
Für Raubtiere, die aus dem Hinterhalt angreifen und deren Pupillen vertikal geschlitzt sind, ist es wichtig, die Entfernung genau zu bestimmen, die die Tiere benötigen, um sich auf ihre Beute zu stürzen.
Sie identifizierten drei Anhaltspunkte, die im Allgemeinen verwendet werden, um die Entfernung zu bestimmen: Stereopsis, Bewegungsparallaxe, bei der sich näher gelegene Objekte weiter und schneller durch unser Blickfeld bewegen, und Unschärfe, bei der Objekte in unterschiedlichen Entfernungen unscharf sind.
Sie schlossen die Bewegungsparallaxe als Faktor aus, da die Verwendung dieses Hinweises eine Kopfbewegung erfordern würde, die die Position des Raubtiers verraten könnte.
“Die beiden verbleibenden Hinweise, binokulare Disparität und Unschärfe, arbeiten mit vertikal verlängerten Pupillen und nach vorne gerichteten Augen zusammen”, so die Wissenschaftler.
“Das binokulare Sehen funktioniert besser bei der Beurteilung von Unterschieden, wenn die Konturen vertikal sind und sich die Objekte in der Ferne befinden, während die Unschärfe bei horizontalen Konturen und Zielen im Nahbereich zum Tragen kommt.
Vertikale Pupillen sind bei Raubtieren aus dem Hinterhalt jedoch nicht gleichmäßig verteilt.
“Eine überraschende Erkenntnis aus dieser Studie ist, dass die geschlitzten Pupillen mit Raubtieren verbunden sind, die sich in Bodennähe aufhalten. Hauskatzen haben also vertikale Schlitze, aber größere Katzen, wie Tiger und Löwen, nicht. Ihre Pupillen sind rund, wie die von Menschen und Hunden”, sagte der Mitautor der Studie, Dr. William Sprague von der University of California in Berkeley.
Unter den 65 frontal blickenden Raubtieren in der Studie hatten 44 vertikale Pupillen, und 82 Prozent von ihnen hatten eine Schulterhöhe von weniger als 16.
Vertikale Pupillen scheinen die Fähigkeit kleiner Tiere zu maximieren, Entfernungen von Beutetieren einzuschätzen.
Das Team erklärte dies damit, dass auf Unschärfe basierende Hinweise auf die Tiefenschärfe für kleine Tiere effektiver sind als für große.