Farbe nimmt unser Auge normalerweise \u00fcber drei Sinneszelltypen wahr. Einige Menschen verf\u00fcgen \u00fcber einen vierten – und damit zuweilen \u00fcber einen besonders scharfen Farbsinn.<\/p>\n
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H\u00fcbsche Farbe. Ein sattes Gelb, fast schon Orange. Doch unterscheidet sich dieses Gelb im Testfeld des Anomalometers vom Farbton des Referenzfeldes darunter, oder lassen sich beide mit dem Regler, der die Helligkeit, nicht aber die spektrale Farbzusammensetzung des Testfeldes ver\u00e4ndert, f\u00fcr meine Augen in perfekten farblichen Einklang bringen? Zehn Minuten und etliche Referenzfarbt\u00f6ne sp\u00e4ter reichen die Daten f\u00fcr eine Diagnose: Bei der Farbwahrnehmung bin ich ein absoluter Normalo, die Messwerte geben keinen Hinweis auf eine Sehschw\u00e4che im roten oder gr\u00fcnen Bereich vulgo Farbenblindheit.<\/p>\n
Was beim Augenarzt Grund zur Erleichterung w\u00e4re, l\u00f6st im Labor von Gabriele Jordan von der Universit\u00e4t im nordenglischen Newcastle eher Entt\u00e4uschung aus. Denn die in Dortmund geborene und seit Jahren in England arbeitende Sehpsychologin braucht M\u00e4nner mit angeborener Rot-Gr\u00fcn-Sehschw\u00e4che, und zwar m\u00f6glichst viele. Dabei geht es der Forscherin eigentlich nicht um die M\u00e4nner selbst, sondern um deren M\u00fctter. Unter ihnen sucht die Forscherin nach ihren eigentlichen Studienobjekten: Frauen, deren Augen anstatt der \u00fcblicherweise drei unterschiedlichen Sehpigmente mit vier Typen ausgestattet sind (siehe Kasten unten: \u201eWarum ist die Banane gelb?\u201c). Das k\u00f6nnte ihnen ein besonders feines Unterscheidungsverm\u00f6gen f\u00fcr feinste Farbnuancen verleihen.<\/p>\n
Dass Frauen mit einem zus\u00e4tzlichen Typ zapfenf\u00f6rmiger Sinneszellen ebenjenen Familien angeh\u00f6ren, die auch rot-gr\u00fcn-schwache M\u00e4nner hervorbringen, klingt paradox. Doch ein Blick auf den Erbgang des menschlichen Farbsinnes l\u00f6st den scheinbaren Widerspruch. W\u00e4hrend die genetische Information f\u00fcr den vor allem im blauen Spektralbereich empfindlichen Sehfarbstoff auf Chromosom Nummer sieben und damit auf einem der bei allen Menschen paarig vorliegenden 22 sogenannten Autosomen zu finden ist, liegen die Gene f\u00fcr die im roten und gr\u00fcnen Spektralbereich empfindlichen Sehpigmente dicht nebeneinander auf dem X-Chromosom. Dieses fungiert nicht nur als Tr\u00e4ger von Erbinformation, sondern ist zusammen mit dem weitgehend geschrumpften Y-Chromosom eines von zwei Geschlechtschromosomen, deren Verteilung dar\u00fcber entscheidet, ob aus einer befruchteten Eizelle M\u00e4nnlein oder Weiblein wird: Frauen haben zwei X-Chromosomen, die sie von Vater und Mutter geerbt haben. M\u00e4nner dagegen erhalten ihr Y-Chromosom vom Vater, sein X-f\u00f6rmiges Gegenst\u00fcck stammt immer von der Mutter.<\/p>\n
Damit besitzt das starke Geschlecht aber auch die Gene f\u00fcr gr\u00fcne und rote Sehpigmente nur einmal. Das macht M\u00e4nner anf\u00e4llig f\u00fcr mutierte Varianten dieser Gene: die Ver\u00e4nderung des Sehpigments kommt bei ihnen als Sehschw\u00e4che im roten oder gr\u00fcnen Bereich voll zum Tragen. Bei Frauen, die auf ihren beiden X-Chromosomen jeweils ein normales und ein mutiertes Gen aufweisen (man spricht hier von einem heterozygoten Gen, das in zwei Varianten vorliegt), wird der Schaden von dem unver\u00e4nderten Gen auf dem zweiten X-Chromosom ausgeglichen.<\/p>\n
Die h\u00e4ufigsten Mutationen bei einer solchen Rot-Gr\u00fcn-Schw\u00e4che erzeugen aber keinen Totalausfall des betroffenen Gens wie bei der sehr viel selteneren echten Rot- oder Gr\u00fcnblindheit. Vielmehr entstehen dabei Hybridgene, in denen etwa ein Teil des gr\u00fcn-empfindlichen Pigmentgens durch den entsprechenden Abschnitt seines rot-empfindlichen Schwestergens ersetzt ist. Das Resultat ist ein nach wie vor funktionst\u00fcchtiger Sehfarbstoff mit einer verschobenen Absorptionskurve (siehe Graphik), die zwischen den Kurven der normalen roten und gr\u00fcnen Sehpigmente liegt. Je nachdem, wie sehr sich die Kurven der beiden Zapfentypen f\u00fcr den Mittel- und Langwellenbereich noch unterscheiden, f\u00e4llt die Rot-Gr\u00fcn-Schw\u00e4che unterschiedlich stark aus.<\/p>\n
\u201cF\u00fcr heterozygote Frauen aus solchen Familien bedeutet dies, dass sich auf einem ihrer X-Chromosomen ein hybridisiertes, auf dem anderen Chromosom jedoch die normale Form des gr\u00fcnen oder roten Sehpigments befindet. Sie haben also vier funktionst\u00fcchtige Typen von Farbsehpigmenten: die normalen drei plus das mutierte Pigment\u201c, sagt Jordan, die sich seit bald zwanzig Jahren mit solchen sogenannten retinalen Tetrachromaten besch\u00e4ftigt.<\/p>\n
Dass es solche Frauen mir vier verschiedenen Zapfentypen geben m\u00fcsste, postulierte schon 1948 der niederl\u00e4ndische Biophysiker Hessel de Vries. Tats\u00e4chlich sind sie nicht einmal besonders selten. Etwa zw\u00f6lf Prozent der europ\u00e4ischen Frauen seien retinale Tetrachromaten, sch\u00e4tzt Jordan. Die gro\u00dfe Frage, der Jordan auf der Spur ist, lautet: Nehmen diese Frauen die Welt auch mit anderen Augen wahr als ein Durchschnittsmensch? Sind sie also nicht nur retinale, sondern auch funktionale Tetrachromaten? Das w\u00fcrde voraussetzen, dass die neuronalen Verschaltungen des Gehirns, die aus den Lichtwellen schlie\u00dflich den subjektiven Eindruck einer Farbe entstehen lassen, flexibel genug sind, um die zus\u00e4tzliche Information des vierten Zapfentyps auch in sinnvoller Weise zu verarbeiten.<\/p>\n
Diese Frage fasziniert nicht nur Hirnforscher, sondern r\u00fchrt auch an grundlegende Probleme der Philosophie. Dort sind Farben ein klassisches Beispiel f\u00fcr eine sogenannte sekund\u00e4re Qualit\u00e4t eines K\u00f6rpers, die anders als die objektiv messbare Wellenl\u00e4nge des von ihm ausgesandten Lichts erst als Produkt des menschlichen Geistes entsteht. Wie es sich anf\u00fchlt, eine rote Tomate zu betrachten, ob dieses Gef\u00fchl f\u00fcr verschiedene Menschen gleich ist und ob sich das Ph\u00e4nomen der subjektiven Erfahrung der Farbe Rot mit den Mitteln der Naturwissenschaft jemals komplett erkl\u00e4ren lassen wird, sind zentrale Fragen der Qualia-Debatte in der Philosophie des Geistes.<\/p>\n
F\u00fcr Gabriele Jordan bringt die Subjektivit\u00e4t der Farbwahrnehmung ganz praktische Probleme bei der Suche nach wahrhaft tetrachromaten Frauen mit sich. Denn in einer Gesellschaft, die auf die trichromate Farbwahrnehmung ihrer Durchschnittsmitglieder ausgerichtet ist, f\u00e4llt diesen Frauen ihre spezielle Gabe unter Umst\u00e4nden gar nicht weiter auf. Ob ihre Probandinnen wahre Tetrachromaten sind, zeigt sich erst in speziellen Tests, etwa am Anomaloskop. \u201eDamit k\u00f6nnen wir zwar auch nicht messen, wie es sich anf\u00fchlt, rotes Licht wahrzunehmen, aber immerhin zeigt der Test, ob und wie unterschiedlich stark verschiedene Menschen den Unterschied zwischen zwei physikalisch \u00e4hnlichen Rott\u00f6nen wahrnehmen.\u201c<\/p>\n
Viele Jahre lang verlief Jordans Suche nach echten, funktionalen Tetrachromatinnen ern\u00fcchternd. Zwar konnte sie in der unmittelbaren Verwandtschaft rot-gr\u00fcn-schwacher M\u00e4nner zahlreiche Frauen mit einem vierten Zapfentyp ausfindig machen. Aber beim Differenzieren verschiedener Farbt\u00f6ne am Anomaloskop und anderen raffinierten Testverfahren schnitten diese Frauen nicht viel anders ab als Normalsichtige.<\/p>\n
Dann setzte sich eines Tages eine junge \u00c4rztin aus Nordengland an Jordans Messger\u00e4te, eine Mutter zweier S\u00f6hne mit einer durch einen hybridisierten Gr\u00fcn-Zapfen verursachten Sehschw\u00e4che. cDA29, so der Codename der Probandin, versetzte Jordan und ihre Kollegen in helle Aufregung. \u201eSie konnte noch die feinsten Unterschiede erkennen und machte in unseren Tests absolut keine Fehler\u201c, erz\u00e4hlt Jordan begeistert.<\/p>\n
Nach fast zwei Jahrzehnten der Suche, die sie einst zusammen mit ihrem Doktorvater John Mollon an der Universit\u00e4t Cambridge begann, hatte Jordan endlich eine echte Tetrachromatin gefunden, \u00fcber die sie 2010 im Journal of Vision berichtete. Deren Existenz wirft aber einen ganzen Haufen neuer Fragen auf, allen voran die, warum all die anderen retinal tetrachromaten Frauen keinen Vorteil aus ihrem vierten Rezeptor ziehen k\u00f6nnen. Zum Teil d\u00fcrfte das mit der Genetik zusammenh\u00e4ngen: Die Absorptionskurven mancher Hybridvarianten unterscheiden sich nur geringf\u00fcgig von jenen der normalen Rot- oder Gr\u00fcn-Sehpigmente. Sie liefern deshalb kaum zus\u00e4tzliche Information \u00fcber die spektrale Zusammensetzung des ins Auge einfallenden Lichts.<\/p>\n
Ungekl\u00e4rt ist auch die Frage, ob Tetrachromatinnen m\u00f6glicherweise einen evolution\u00e4ren Vorteil haben, etwa weil sie Farbe der Haut ihrer Kinder genauer analysieren und Krankheiten so fr\u00fcher erkennen k\u00f6nnen. Ein solcher Vorteil k\u00f6nnten den Nachteil f\u00fcr die sehschwachen S\u00f6hne zumindest teilweise ausgleichen und so die relativ hohe Ausbreitung der Hybridgene in den meisten menschlichen Populationen erkl\u00e4ren.<\/p>\n
Auch die Evolution unseres Sehsystems ist offenbar noch l\u00e4ngst nicht am Ende. Seine Urspr\u00fcnge reichen etwa 40 Millionen Jahre zur\u00fcck. Damals muss es in den Vorfahren von Mensch und Altweltaffen zu einer Verdopplung des Gens f\u00fcr jenes Sehpigment gekommen sein, das bei den fast durchgehend dichromaten S\u00e4ugetieren allein f\u00fcr den langwelligen Gr\u00fcn- bis Rotbereich zust\u00e4ndig war. Eines der beiden zun\u00e4chst identischen Gene konnte sich in der Folge ein neues Aufgabengebiet suchen. Der Grundstein zum trichromaten Sehen von Mensch und Schimpanse war gelegt.<\/p>\n
Jordan hofft nun \u00fcber die gezielte Suche nach Frauen mit den passenden Hybrid-Genen mit Hilfe eines einfachen Gentests schneller weitere echte menschliche Tetrachromatinnen zu finden. Sie k\u00f6nnten Antworten auf die Frage liefern, welche Faktoren es Frauen wie cDA29 erlauben, ihren zus\u00e4tzliche Sehzapfen effektiv zu nutzen, w\u00e4hrend dessen F\u00e4higkeiten bei den meisten Frauen mit vier Zapfentypen offenbar ungenutzt bleiben. Eine weitere Kandidatin, die aber noch genauer getestet werden m\u00fcsse, gebe es bereits, so die Forscherin.<\/p>\n
Wie die Welt durch die Augen einer echten Tetrachromatin aussieht, wird sich dem Normalsichtigen allerdings nie so recht erschlie\u00dfen. \u201eDiese private Wahrnehmung nachvollziehen zu k\u00f6nnen w\u00e4re nat\u00fcrlich extrem spannend\u201c, sagt Gabriele Jordan. Allerdings brauchten die Philosophen dann auch nicht mehr \u00fcber das Problem der Qualia zu debattieren. F\u00fcr Probandin cDA29 hielt die Teilnahme an Jordans Experimenten jedenfalls eine handfeste \u00dcberraschung bereit: Sie hatte zuvor nicht die geringste Ahnung von ihren besonderen F\u00e4higkeiten.<\/p>\n