Dunkeladaption – Die Anpassung der Augen an die Nacht

In diesem kurzen Artikel möchte ich einen Überblick zur Dunkeladaption des menschlichen Auges geben.
Vieles war mir nicht bewusst, bevor ich anfing mich intensiver mit dem Nachthimmel zu befassen. Ich finde es spannend, was im Auge geschieht, wenn es sich an die Dunkelheit anpasst.
Es ist gut zu wissen, wie das Auge in der Dunkelheit sieht, denn so können wir beim Beobachten und Fotografieren des Nachthimmels die Sterne und die Milchstraße in ihrer ganzen Schönheit wahrnehmen.




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Prinzipiell ist das Sehen ein sehr komplexer Vorgang.
Eintreffendes Licht wird nicht nur vom Auge aufgenommen, es wird auch vom Gehirn zu einem Bild verarbeitet und erschafft somit unsere Abbildung der Wirklichkeit.
Das funktioniert sehr gut, andernfalls würden wir wohl nicht mit unserer Umwelt so interagieren können, wie wir es tun.
Andererseits ist es durchaus spannend zu erkennen, dass die Wirklichkeit eine Konstruktion unseres Gehirns ist. Die Welt ist nicht so, wie wir sie sehen, zumindest nicht nur.
Über die Realität des Gesehenen nachzudenken kann sehr spannend sein, aber das ist jetzt nicht das Thema. Hier wollen wir uns ansehen, was im Auge bei Dunkelheit geschieht und wie wir es für unsere Zwecke nutzen können.

 

Dunkeladaption ist die Anpassung des Auges an die umgebende Lichtdichte

 

Grundlegendes zum Auge

Für das Sehen gibt es im Auge zwei Arten von Sinnenszellen: Die Zapfen und die Stäbchen.
Vereinfacht gesagt sehen die Zapfen im Hellen und die Stäbchen im Dunklen, aber das ist wirklich sehr vereinfacht.
‚Helligkeitssehen“, das Sehen mit den Zapfen, nennt sich photopisches Sehen, das ‚Dunkelsehen‘ mit den Stäbchen skotopisches Sehen. ‚Dunkelsehen‘ ist weniger scharf und farbenfroh, da die Stäbchen hierfür nicht ausgelegt sind.
Ein weiterer Mechanismus im Auge ist die Pupille, die sich öffnen und schließen kann und somit die Menge des eindringenden Lichtes reguliert.
Diese beiden Tatsachen sind den meisten Menschen bekannt und auch Teil jedes Biologieunterrichts.
Doch darüber hinaus passiert im Auge noch einiges mehr, vor allem wenn es um das Sehen bei schlechten Lichtverhältnissen geht oder gar bei fast vollständiger Dunkelheit.
Das Auge kann sich nämlich recht geschickt, wenn auch nicht perfekt, an die Dunkelheit anpassen.

Startrails mit einzelner Flugzeugspur
Urheber: User:IG-64 – gemeinfrei/public domain
 

Anpassungen des Auges an die Dunkelheit

Das Erste, das passiert, wenn man vom Hellen ins Dunkle tritt, ist das sehr schnelle Öffnen der Pupille, um sofort möglichst viel des wenigen Umgebungslichts eindringen zu lassen.
Schaltet man also z.B. seine Taschenlampe aus, öffnet sich die Pupille sprichwörtlich augenblicklich und man kann trotz der Dunkelheit sofort relativ gut sehen. Dieser erste Schritt der Dunkelanpassung geschieht innerhalb kürzester Zeit, praktisch sofort.
Wird nun wieder das Licht angeschaltet, schließt sich die Pupille ebenso plötzlich, um das Auge vor Schäden zu bewahren und ein gutes Bild der nun wieder hellen Umgebung zu liefern.
Befindet sich das Auge nun jedoch über einen längeren Zeitraum in dunkler Umgebung geschieht noch mehr:
Die Sinnenszellen (Zapfen und Stäbchen) werden empfindlicher, ihre Reizschwelle sinkt. Das geschieht aufgrund einer anderen Verarbeitung des Sehfarbstoffs (Sehpurpur, Rhodopsin) sowie einer anderen Reizübertragung mittels verschiedener Enzyme.

Zunächst passen sich die Zapfen an die Dunkelheit an. Bereits nach einer Minute sind sie um das 100-fache empfindlicher als bei heller Umgebung. Dies nennt sich Sofortadaption. Da hier immer noch die Zapfen ‚am Werk‘ sind, können wir immer noch sehr scharf und farbig sehen. Die Zapfen verbessern ihre Leistungsfähigkeit auch noch in den nächsten Minuten, doch ist hier keine enorme Steigerung mehr zu erwarten. Die Sehfähigkeit bleibt für einige Minuten mehr oder minder konstant.

Nach einer gewissen Dauer (etwa 10 Minuten) und dem Unterschreiten einer gewissen Helligkeit sowie dem Unterschreiten einer gewissen Reizschwelle der Zapfen, werden die Stäbchen ebenfalls lichtempfindlicher. Auch sie passen sich nun nach und nach der Dunkelheit an und ‚erkennen‘ schwächere Lichtreize. Hier beginnt der Übergang vom Zapfen- zum Stäbchensehen. Die vollständige ‚Aktivierung‘ kann bis zu 30 Minuten und länger dauern. Jetzt haben die Augen ihre maximale ‚Dunkelsehkraft‘ erreicht. Dafür sehen sie nun nicht mehr farbig und auch weniger scharf.

Aufgrund des Ablaufs der chemisches Prozesse im Auge dauert die vollständige Dunkeladaption also eine halbe Stunde und länger. Der umgekehrte Fall, die Lichtadaption, geschieht hingegen sehr schnell. Nicht nur die Pupille schließt sich bei plötzlicher Helligkeit sofort, auch werden chemische Stoffe aktiv, die praktisch sofort von Stäbchen- auf Zapfensehen zurück schalten.
Und genau diese Tatsache sollten Beobachter und Fotografen des Nachthimmels beachten: Es dauert lange, bis man den Sternenhimmel in seiner ganzen Pracht sehen kann, aber ein einziger kurzer Einfall hellen Lichtes in das Auge genügt, um die ganze Anpassung rückgängig zu machen.

Aber dennoch benötigen wir in der Dunkelheit der Nacht gelegentlich Licht: Etwas ist herunter gefallen, wir müssen den Weg erkennen, der Akku muss im Rucksack gefunden werden.
Eine normale Taschen- oder Stirnlampe ist dafür jedoch vollkommen ungeeignet, da sie unsere Dunkeladaption ‚vernichten‘ würde.
Praktischerweise gibt es Stirnlampen mit Rotlicht. Und rotes Licht hat eine für uns sehr willkommene Eigenschaft: Es stört die Dunkeladaption nicht oder nur unwesentlich. So können wir weiterhin gut im Dunklen sehen. Andererseits sprechen jedoch die Zapfen auf eben jenes Licht an – zum Glück, denn mit ihnen wollen wir ja unseren Weg erkennen können oder den herunter gefallenen Objektivdeckel finden. Dennoch sollte das Rotlicht möglichst schwach sein, nicht direkt ins Auge leuchten und so selten wie nötig genutzt werden, denn einen geringen Effekt auf unsere Fähigkeit im Dunkeln zu sehen hat es schon.

Ich habe für mich die perfekte Stirnlampe mit Rotlicht gefunden. Sie bietet den großen Vorteil, dass sie beim Anschalten direkt rotes Licht abgibt. Viele andere Modelle schalten zunächst das weiße Licht ein und können dann auf Rotlicht umgestellt werden. Doch das nutzt uns wenig.
Wenn es Dich interessiert, dann schau doch einfach mal in meine ‚Lieblingsteile‘. Dort habe ich einige praktische ‚Helfer‘ vorgestellt, die mir die nächtliche Fotografie erleichtern.
 
 

Hinweis für Brillenträger

Für Brillenträger, deren Augen kurzsichtig sind, die also in der Ferne ohne Sehhilfe nur unscharf sehen, gibt es eine weitere interessante Tatsache zu beachten. (Allerdings habe ich für diese Aussage nur eine Quelle gefunden, die jedoch sehr vertrauenswürdig und kompetent ist.)
Die normale Brille wird auf eine Entfernung von etwa 6 Meter geeicht und ist vor allem darauf ausgelegt, den helligkeitsempfindlichen Zellen, den Zapfen, ein möglichst scharfes Bild zu liefern. Daher werden oftmals zusätzlich zum Schliff des Glases, der die einfache ‚Fehljustierung‘ der Augen aufhebt, zusätzliche Arbeiten am Glas vorgenommen. Moderne Brillen sind weitaus mehr als geschickt geschliffene Fensterscheiben.
Die Objekte am Himmel sind jedoch fast unendlich weit weg, zumindest wesentlich weiter als 6 Meter. Und: Sie werden bei Dunkelheit vor allem mit den Stäbchen wahrgenommen.
So kann es gut sein, dass kurzsichtige Menschen trotz der ‚richtigen‘ Brille, nicht in den vollen Genuss des Sternenhimmels kommen, der eigentlich möglich wäre.
Allerdings scheint es möglich, diese Effekte beim Schliff des Brillenglases zu berücksichtigen, um so eine zusätzliche Brille zu erhalten: Die ’nächtliche Ganz-weit-weg-Brille‘.
Kurzsichtige Menschen, die sich dauerhaft und regelmäßig mit der nächtlichen Himmelsfotografie und somit auch mit der Himmelsbeobachtung beschäftigen wollen, könnten evtl. einmal mit ihrem Augenarzt oder Optiker über diesen Umstand sprechen.

 
 
Man sollte es insgesamt jedoch nicht übertreiben. Beim Fotografieren des Sternenhimmels oder der Milchstraße und auch beim Beobachten ihrer Schönheit, sollte die Freude an erster Stelle stehen. Und diese Freude entsteht auch ohne die perfekte Schärfe oder die absolute Dunkeladaption. Auch sollte man seine Sicherheit nicht gefärden und im Zweifel lieber das Licht anschalten, anstatt einen Sturz zu riskieren.
Das Fotografieren und Beobachten der Sterne ist immer ein besonderes Erlebnis. Viel Spaß dabei!
 
  
 

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