Aufbau des menschlichen Auges

Das menschliche Auge veranschaulicht eindrucksvoll, wie genial sich der menschliche Körper im Laufe der Evolution entwickelt hat. Der Aufbau des Auges zeigt, wie perfekt die Bestandteile aufeinander abgestimmt. Jedes Teil hat eine bestimmte Funktion, die wie Zahnräder ineinandergreifen. So wird aus dem Licht, dass von der Umwelt reflektiert wird, im Gehirn ein visuelles Bild dieser Umwelt erzeugt.

Grob vereinfacht wirkt das Sinnesorgan Auge wie ein optischer Apparat: Seine Brechkraft bündelt das Licht auf der Netzhaut, wo es durch Photorezeptoren (Sehzellen) in elektrische Impulse umgewandelt wird. Um den Prozess des „Sehens“ zu durchschauen, ist es wichtig, den Aufbau des Auges und seine Bestandteile zu verstehen.

Zunächst eine Grafik, die den Aufbau des Auges darstellt (unten weitere Versionen für den Unterricht) – Klick zum Vergrößern:

Aufbau des AugesAufbau des Auges

Die Bestandteile des Auges

Das Auge ist ein komplexes Sinnesorgan, das in einer Schädelhöhle (Augapfel) geschützt liegt. Nur ein kleiner Teil dieses Organs ist der Welt zugewandt und offen. Das Auge kann durch die Augenlider (oben und unten) geschlossen werden (Schutz und Erholung). Eine genauere Beschreibung der einzelnen Bestandteile ist in den jeweiligen Abschnitten verlinkt.

Die Hornhaut

Hornhaut (Auge)Hornhaut

Die konvex gewölbte, durchsichtige Hornhaut (Cornea) ist formstabil. Sie dient dem Schutz des geöffneten Auges und sorgt durch ihre Wölbung für eine Brechung der Lichtstrahlen. Wenn die Hornhaut nicht gleichförmig gewölbt ist, wird das Licht nicht punktförmig fokussiert. Diese Verkrümmung verursacht eine Sehschwäche, die man als Astigmatismus oder Hornhautverkrümmung (auch Stabsichtigkeit) bezeichnet. Die Hornhaut ist für etwa 75 Prozent der Brechkraft des Auges verantwortlich.

Zwischen der Hornhaut und den Augenlidern befindet sich Bindegewebe, das normalerweise mit Hilfe der Tränenflüssigkeit für eine gute Gleitfähigkeit der Augenlider sorgt.

Hinter der Hornhaut befindet sich die Augenkammer, in der sich das Kammerwasser befindet. Den Teil zwischen Hornhaut und Iris nennt man „vordere Augenkammer„. Den Teil zwischen Iris, Ziliarmuskel und Glaskörper nennt man „hintere Augenkammer„.

Die Regenbogenhaut

Regenbogenhaut (Auge)Regenbogenhaut

Im Kammerwasser „schwimmt“ die Regenbogenhaut, auch Iris genannt. Sie kann sich dynamisch den Lichtverhältnissen anpassen und dadurch die Öffnung, durch die Licht ins Augeninnere tritt, regulieren. Diese Öffnung nennt man Pupille. Anders fomuliert: die Pupille ist die zentrale, lichtdurchlässige Öffnung der Regenbogenhaut. Die Farbe der Iris wird durch Pigmente bestimmt, die bei jedem Menschen individuell ausgeprägt sind. Die Struktur der Regenbogenhaut ist so wie der Fingerabdruck bei jedem Menschen individuell und einzigartig (siehe sog. „Augenscanner“)

Die Augenlinse

Linse (Auge)Linse

Hinter der Regenbogenhaut befindet sich die elastische Linse. Über die Zonulafasern ist die Linse an dem ringförmigen Ziliarmuskel (auch Ziliarkörper genannt) befestigt. Mit Hilfe dieses Muskels kann die Augenlinse aktiv verformt werden. Durch die so hervorgerufene unterschiedliche Wölbung der Linse kann dder Brechungswinkel des Lichts aktiv gesteuert werden. Man nennt das Akkommodation. Dadurch kann man in unterschiedlichen Sehdistanzen (Nahsicht, Fernsicht) scharf sehen. Die Brechkraft des Auges basiert zu etwas 75% auf der Brechkraft der Hornhaut und zu etwa 25% auf der der Linse. Die Sehstärke (Visus) hängt davon ab, wie optimal die Brechkraft ist, d.h. wie exakt die Lichtinformation auf der Netzhaut gebündelt wird. Siehe dazu KurzsichtigkeitWeitsichtigkeit, Astigmatismus und Altersweitsichtigkeit. Die Augenlinse kann im Alter trüb werden, man spricht dann von einem Grauen Star (Katarakt).

Der Glaskörper

Glaskörper (Auge)Glaskörper

Im Augeninneren befindet sich der Glaskörper. Das ist eine gelartigen Flüssigkeit, die zu 98% aus Wasser besteht. Der Glaskörper dient vor allem der Formstabilität des Auges. Der Glaskörper granzt vorne an die Linse und den Ziliarkörper, an den Seiten und hinten an die Netzhaut.

Umschlossen ist das gesamte Auge von der Lederhaut, das, was man auf der Vorderseite als „weiß“ des Auges sieht.

Die Netzhaut

Netzhaut (Retina)Netzhaut (Retina)

Die Augeninnenseite ist zum größten Teil von der Netzhaut (Retina) beschichtet. Auch die Netzhaut besteht aus mehreren Schichten, in denen die Lichtinformationen aus unterschiedlichen rezeptiven Felden kombiniert und sortiert wird.

Die lichtempfindlichen Photorezeptoren der Netzhaut sind in der Aderhaut verankert, die die Netzhaut stets mit frischem Blut versorgt. Es gibt zwei verschiedene Rezeptor-Typen, die Stäbchen und die Zapfen, auch Sehzellen genannt. Von den Zapfen gibt es wiederum drei Sorten, die sich darin unterscheiden, bei welcher Wellenlänge des Lichts sie reagieren und ein Signal in Richting Sehnerv „abfeuern“. Die drei Zapfenarten sprechen auf grünes, blaues und rotes Licht an. Die Stäbchen sind viel zahlreicher und empfindlicher: sie reagieren vor allem beim Dämmerungssehen.

Makula und Fovea

Makula und FoveaMakula und Fovea

Genau auf der Rückseite des Auges, an dem Punkt, der am Weitesten von der Linse entfernt ist, befindet sich der „Gelbe Fleck“ (auch Makula genannt). Das ist eine Region, in der die Photorezeptoren besonders dicht gedrängt sind. Dieses ist der Ort des schärfsten Sehens. Im Zentrum des Gelben Flecks liegt die sog. Fovea bzw. Sehgrube (Fovea centralis), eine kleine Vertiefung, in der die Zapfen besonders dicht gedrängt sind. In der Sehgrube befinden sich keine Stäbchen, sondern etwa 140.000 Zapfen pro mm2.

Scharfes Sehen entsteht dann, wenn das Licht durch denoptischen Apparat (Hornhaut, Kammerwasser und Linse) so gebrochen wird, dass es auf einen möglichst kleinen Punkt im Gelben Fleck fokussiert wird. Wenn das durch eine Verformung des Augapfels nicht der Fall ist, kann man nicht scharf sehen (siehe Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit).

Die Sehbahn

Sehbahn (Sehnerv)Sehbahn (Sehnerv)

An der Stelle, an der die gebündelten Sehnerven (Axonen) aus der Netzhaut ins Gehirn weitergeleitet werden (sog. Sehnerv oder auch „Sehbahn), liegt eine Stelle, die keine Photorezeptoren hat. Man nennt diese Region den „Blinden Fleck“ (auch Papille genannt). Die Sehbahn leiten elektrische Impulse ins Gehrin, was quasi die „Sprache des Gehirns“ ist. Auch die Informationen der anderen Sinne (Hören, Riechen, Schmecken, Fühlen), werde in elektrische Impulse umgewandelt, die im Gehirn dann zu einem gesamten „Weltbild“ zusammengesetzt werden, kombiniert mit Erinnerungen und Erfahrungen. Der Sehnerv kann aufgrund eines zu hohen Augeninnendrucks geschädigt werden (sog „Grüner Star„, auch Glaukom genannt).

Kurzbeschreibung des Sehens

Die Sehschärfe eines Auges basiert auf der Brechkraft des optischen Apparates: das Licht wird idealerweise von Hornhaut und Linse direkt auf der Netzhaut fokussiert, d.h. der Brennpunkt des Lichtes liegt direkt auf der Netzhaut. Die Regenbogenhaut reguliert wie eine Blende den Lichteinfall, die elastische Linse sorgt mit Hilfe des Ziliarkörpers für eine dynamische Anpassung zwischen Nah- und Fernsicht. Auf der Netzhaut wird das Licht von Sehzellen in elektrische Impulse umgewandelt und nach einer Filterung und Sortierung in den Netzhaut-Schichten über die Sehbahn ins Gehirn weitergeleitet. Der Glaskörper stabilisert die Form des Augapfels, der von der Lederhaut umschlossen wird.

Aufbau des Auges von vorn

Aufbau des Auges von vorneAufbau des Auges von vorne

Von vorne sind folgende Bestandteile des Auges zu erkennen:

Bilder für den Biologie-Unterricht

Die Bilder auf dieser Seite dürfen für schulische Zwecke frei benutzt werden. Hier der Aufbau des Auges ohne Beschriftung (Bitte Anklicken zum Ausdrucken):

Aufbau Auge ohne BeschriftungAufbau Auge (ohne Beschriftung) zur Übung

Das folgende Bild ist geeignet, um die verschiedenen Bestandteile des Auges farbig anzumalen.

Biologie (Schule) - Auge MalvorlageBiologie (Schule) – Auge Malvorlage (beschriftet)

Wer das Ganze noch ohne Beschriftung als Biologie-Test oder Hausaufgabe nutzen möchte, hier die Vorlage:

Auge - Druckvorlage für den Bio-UnterrichtAuge – Druckvorlage für den Bio-Unterricht, unbeschriftet

Das folgende Video zeigt noch einmal die Anatomie und den Aufbau des Auges als Animation zum Lernen:

Video: „Aufbau des Auges

Weitere Videos und Lehrfilme zum Aufbau des Sinnesorgans Auge:

Ein weiteres interessante Lehrvideo findet man bei Schulmediathek.tv. Dort wird anhand eines realen Pferdeauges der Aufbau vorgestellt.

Quellen

Siehe auch