Was sind Facettenaugen und was macht sie so besonders?

Facettenaugen findet man in der Natur besonders oft bei sogenannten Gliederfüßern und da wiederum noch häufiger bei schnell fliegenden Insektenarten. Dazu gehören beispielsweise Libellen, Fliegen, Bremsen, Glühwürmchen, Wespen und viele andere Insektenarten. Die ersten Facettenaugen, die über die Evolutionsgeschichte bekannt sind, hatten Trilobiten und Anthropoden schon vor ungefähr 500 Millionen Jahren. Im Vergleich zu den Facettenaugen vieler heute lebender Arten bestanden diese ersten Facettenaugen aber nur aus wenigen Ommatidien. Es gibt heute verschiedene Formen von Facettenaugen, deren Aufbau auch etwas mit der Lebensweise der jeweiligen Tierart zu tun hat, beispielsweise ob es sich um tagaktive oder nachtaktive Tierarten handelt.

Was ist das Besondere an Facettenaugen?

In der Einleitung dieses Textes fällt schon einmal der Begriff Ommatidien. Was das ist, soll hier nun genauer erklärt werden. Facettenaugen bestehen nämlich aus den sogenannten Ommatidien. Ein Ommatidium ist ein Einzelauge. Viele dieser Einzelaugen setzen sich im Facettenauge zu einem großen Komplex zusammen. Es gibt Insektenarten, bei denen die Facettenaugen nur aus ungefähr 30 Ommatidien bestehen, aber auch welche, bei denen es 30.000 Ommatidien und mehr sein können. Warum das so unterschiedlich ist, kommt sowohl auf die Größe der Tiere, die Größe der Augen, aber auch auf die Lebensweise dieser Tierart an.

Die unterschiedlichen Typen der Facettenaugen

Man kann nun die in der heutigen Natur vorkommenden Facettenaugen wieder in drei verschiedene Typen unterteilen. Dabei handelt es sich um die sogenannten Appositionsaugen, die die meisten Taginsekten haben, dann die sogenannten optischen Superpositionsaugen, die in erster Linie bei nachtaktiven Insektenarten vorkommen und dann noch die sogenannten neuronalen Superpositionsaugen, die bei besonders schnell fliegenden Insektenarten vorkommen. Viele der zuletzt genannten sind Zweiflügler, zu denen beispielsweise Mücken und Fliegen gehören, aber auch noch unzählige andere Arten.

Die Lage von Facettenaugen

Facettenaugen werden auch häufig als Seitenaugen bezeichnet. Das hat den Grund in der Lage dieser Augen. Sie befinden sich nämlich grundsätzlich an der Seite des Kopfes jeder Tierart, die mit diesem Augentyp ausgestattet ist. Die Augenpaare können sich in der Mitte berühren oder auch nicht. Auch das kommt ganz auf die entsprechende Tierart an.

Die Gestalt der Facettenaugen

Jedes Facettenauge besteht aus einem bienenwabenartigen Muster. Deshalb spricht man zuweilen auch von Netzaugen. In diesem bienenwagenartigen Geflecht befinden sich die Einzelaugen, die wie oben schon gesagt, Ommatidien genannt werden. Die Richtung, in die jedes Ommatidium schaut, ist geringfügig anders. Jedes Einzelauge sieht also nur einen kleinen Bildpunkt. Die Einzelaugen sind anders als die bei beispielsweise dem Menschen, nicht beweglich, sondern starr. Das Gesamtbild, das ein Insekt mit Facettenaugen sieht, wird dann aus den einzelnen so entstandenen Bildpunkten zusammengesetzt.

Worin bestand der Evolutionsvorteil für bestimmte Insektenarten mit Facettenaugen?

Verglichen mit dem Linsenauge ist die Leistung des Einzelauges im Facettenauge zwar viel geringer, aber das wird durch die ungleich viel größere Menge und das Zusammenspiel der Einzelaugen in den Facettenaugen wieder ausgeglichen. Die seitliche Auflösung allerdings ist selbst bei den Einzelaugen im Facettenauge wiederum viel besser als beim herkömmlichen Linsenauge. Das ist generell bei allen drei Formen von Facettenaugen schon ein großer Vorteil. Noch weiter ausgefeilt ist das genetische Zusammenspiel bei den Zweiflüglern, die über neuronale Superpositionsaugen verfügen. Hier entwickelte die Evolution im Laufe der Zeit sogenannte nachgeschaltete Neuronen, die dafür sorgen, dass die einzelnen Sinnesreize in rasender Geschwindigkeit weitergeleitet werden.

Der nächste Vorteil besonders für schnell fliegende Insekten ist das größere Blickfeld

Ganz wichtig ist besonders für sehr schnell fliegende Insektenarten ein Blickfeld, das so groß wie nur irgendwie möglich ist. Auch diesen Evolutionsvorteil bieten viele Formen der heute in der Natur zu findenden Facettenaugen. Ein Linsenauge kann ein Bild nur in der Mitte scharf darstellen. Umso weiter das Bild an den Rand kommt, umso unschärfer ist die Auflösung. Das ist bei den vielen Ommatidien in Facettenaugen vollkommen anders. Jedes einzelne davon bietet eine vollkommen scharfe und klare Sicht. Das Insekt mit diesen Augen sieht nichts verschwommen, sondern alles um sich herum vollkommen klar.

Auch die Lage der Facettenaugen ist meistens anders als bei Linsenaugen

Auch wenn es heute je nach Art schon viele verschiedene genetisch bedingt unterschiedliche Facettenaugen gibt, sind doch die von sehr vielen Tierarten anders als typische Linsenaugen so angelegt, dass diese Tiere sehr oft über eine komplette Rundumsicht verfügen. Und diese Rundumsicht ist absolut scharf. Die meisten Facettenaugen haben die Form einer Halbkugel, liegen seitlich am Kopf und füllen oft zwischen 70 und 90 % der gesamten Kopffläche aus. Besonders bei räuberischen Arten, die zusätzlich zu den schnell fliegenden Insektenarten gehören, ist das so. Dazu gehören beispielsweise die großen Libellenarten, die außerdem noch oft über nahezu 30.000 Ommatidien in ihren Facettenaugen verfügen. Diese absolute Rundumsicht bietet sowohl die allerbesten Sichtmöglichkeiten bei einer schnellen Jagd als auch einen absoluten Schutz davor, selbst von Jägern verfolgt zu werden, ohne dass es diesen Zweiflüglern auffällt. Sich in Sicherheit zu bringen, auch das ist über diese hochkomplexen Facettenaugen lebenswichtig und so auch sichergestellt und möglich.

Dennoch gibt es noch viele Besonderheiten bei Facettenaugen

Es kommt oft vor, dass bei den Facettenaugen-Trägern Männchen und Weibchen unterschiedlich aufgebaute Augen haben. Das hat etwas mit dem Paarungsverhalten zu tun und hat sich im Laufe der Evolutionsgeschichte dieser Arten im Laufe der Zeit so entwickelt. Genauso entstanden im Laufe der Zeit die Unterschiede der Facettenaugen bei den tag- oder nachtaktiven und zusätzlich den besonders schnell fliegenden Insektenaugen, also denen mit Appositionsaugen, optischen oder neuronalen Superpositionsaugen. Besonders der Lichteinfall wird hier anders verarbeitet und je nach Art und Lebensweise dieser Arten entwickelten sich so im Laufe der Zeit eben diese drei verschiedenen Arten der Augen.

Ocellen als weitere Entwicklung in Bezug auf diesen Augentyp

Bei den Ocellen handelt es sich um Lichtsinnesorgane, die viele Insektenarten zusätzlich zu ihren Facettenaugen entwickelt haben. Es gibt Ocellen zwar auch noch bei vielen anderen Tierarten und es wird vermutet, dass sie sich parallel mit den verschiedenen Augentypen der Arten herausgebildet haben. Besonders bei den schnell fliegenden Insektenarten stellen diese drei punktförmigen Lichtsinnesorgane eine sehr wichtige Hilfsfunktion dar. Sie helfen nämlich einerseits dabei, die schnellen Flugbewegungen besser zu kontrollieren und das Gleichgewicht zu halten. Zusätzlich sind die Ocellen in der Lage, die Lichtstärke zu messen und so zu bewirken, dass sich die Komplexaugen der Insekten daran anpassen können.