Farbenfehlsichtigkeiten – erbliche Ursachen von Farbenblindheit

Was sind Farbenfehlsichtigkeiten? – Biologie

Hast du schon einmal von Farbenfehlsichtigkeiten gehört oder kennst du sogar jemanden, der davon betroffen ist? Die bekannteste dieser Fehlsichtigkeiten ist vermutlich die sogenannte Rot‑Grün‑Sehschwäche. Der Alltag der Betroffenen wird dadurch erschwert, dass sie beispielsweise einen roten Gegenstand vor einem grünen Hintergrund nur schwer erkennen können. Im Folgenden schauen wir uns die Ursachen für die Rot‑Grün‑Sehschwäche und für weitere Farbenfehlsichtigkeiten an. Außerdem klären wir am Beispiel der Rot‑Grün‑Sehschwäche, wie Farbenfehlsichtigkeiten vererbt werden.

Farbenfehlsichtigkeiten – Ursachen und Beispiele

Um zu verstehen, wie Farbenfehlsichtigkeiten entstehen, müssen wir uns erst noch einmal in Erinnerung rufen, warum wir überhaupt Farben sehen können. Aus dem Video zum Sehvorgang im Auge ist dir bereits bekannt, dass wir Objekte dann sehen, wenn sie Licht ausstrahlen oder reflektieren. Meist setzt sich dieses Licht, beispielsweise reflektiertes Sonnenlicht, nicht nur aus dem Licht einer einzelnen Farbe, sondern aus Licht mehrerer Farben zusammen. Man spricht auch von einem Farbspektrum.

Wie du vielleicht noch aus dem Video zu Aufbau und Funktion des Auges weißt, gibt es bestimmte Sinneszellen (Fotorezeptoren), die für die Farbwahrnehmung zuständig sind: die Zapfen oder Zapfenzellen. Davon gibt es drei verschiedene Typen, die unterschiedliche Bereiche des sichtbaren Farbspektrums wahrnehmen. Diese Bereiche kann man grob unterteilen:

• Blauer Bereich (Wahrnehmung durch S-Zapfen)
• Grüner Bereich (Wahrnehmung durch M-Zapfen)
• Roter Bereich (Wahrnehmung durch L-Zapfen)

Die Benennung der Zapfen ergibt sich aus dem jeweiligen Wellenlängenbereich (S für short, M für middle und L für long).

Doch natürlich kann man nicht nur die Farben Blau, Rot und Grün wahrnehmen – vielmehr ergeben sich durch die additive Farbmischung alle möglichen Farben. Zum Beispiel nehmen wir die Farbe Gelb wahr, wenn sowohl die Zapfenzellen für den roten als auch die für den grünen Spektralbereich (L- und M‑Zapfen) angeregt werden.

Farbenfehlsichtigkeiten – Ursachen

Bei Menschen mit einer Farbenfehlsichtigkeit funktionieren die Rezeptoren von mindestens einem der drei Zapfentypen nicht oder nur stark eingeschränkt. Diese erblich bedingte Fehlfunktion resultiert aus Veränderungen der Aminosäuresequenz in den Proteinen der Sehpigmente der entsprechenden Zapfentypen. Je nachdem welche und wie viele Rezeptortypen betroffen sind, unterscheidet man die folgenden Klassen:

• Monochromasie: Nur ein Zapfentyp ist funktionsfähig. Es können keine differenzierbaren Farben, sondern nur noch Graustufen wahrgenommen werden.
• Dichromasie: Zwei Zapfentypen sind funktionsfähig. Es ist eine eingeschränkte Farbwahrnehmung möglich.

Farbenfehlsichtigkeiten – Beispiele

Menschen, die von Dichromasie betroffen sind, werden folgendermaßen eingeteilt: Protanopen fehlen die Zapfen, die für die Wahrnehmung des roten Spektralbereichs zuständig sind. Deuteranopen hingegen fehlen die Zapfen, die den grünen Spektralbereich wahrnehmen. Zusammenfassend ordnet man Protanopen und Deuteranopen in der Biologie der Rot‑Grün‑Sehschwäche zu. Ein Sonderfall tritt dann auf, wenn sowohl die Zapfen für die rote als auch die Zapfen für die grüne Farbwahrnehmung fehlen. Bei dieser sehr selten auftretenden Farbenfehlsichtigkeit handelt es sich um die sogenannte Blauzapfenmonochromasie.

Tritanopen fehlen die Zapfen, die für die Wahrnehmung des blauen Spektralbereichs zuständig sind.

Abgrenzung zur Farbenblindheit

Bei den genannten Beispielen zur Farbenfehlsichtigkeit können Betroffene noch immer einen mehr oder weniger großen Teil des Farbspektrums wahrnehmen.
Bei der Farbenblindheit hingegen können keine Farben mehr wahrgenommen werden, nur noch Kontraste (Unterschiede zwischen hell und dunkel). Die Betroffenen haben keine funktionierenden Zapfenzellen. Eine Monochromasie ist der Farbenblindheit sehr ähnlich, da hier auch lediglich Graustufen wahrgenommen werden können. Jedoch sind hier Zapfen einer Art noch immer funktionsfähig.

Rot-Grün-Sehschwäche – Vererbung

Bei der Vererbung der Rot-Grün-Sehschwäche handelt es sich um einen gonosomalen Erbgang, die genaue Bezeichnung lautet hier gonosomal‑rezessiver Erbgang. Zum einen bedeutet das, dass die Farbenfehlsichtigkeit nur dann ausgeprägt wird, wenn sie von beiden Elternteilen vererbt wird, und somit nicht von einer dominanten Genvariante überdeckt werden kann. Zum anderen wird das Gen, das für die Ausprägung des Merkmals zuständig ist, auf einem Gonosom vererbt, also einem der Geschlechtschromosomen. Genauer wird die Rot‑Grün‑Sehschwäche auf dem X‑Chromosom vererbt, was dazu führt, dass deutlich mehr Männer als Frauen von der Farbenfehlsichtigkeit betroffenen sind. Das liegt daran, dass weibliche Nachkommen zwei X‑Chromosomen haben, von denen eins die rezessive Genvariante dominieren kann. Die männlichen Nachkommen haben nur ein X‑Chromosom. Sobald dieses die Fehlsichtigkeit trägt, kann die Ausprägung dieses Merkmals nicht durch ein dominantes Allel unterdrückt werden.

In dem Video zur Stammbaumanalyse erfährst du, wie man Erbgänge in einem Stammbaum darstellen kann. Einen solchen Stammbaum sehen wir uns nun für die Vererbung der Rot‑Grün‑Sehschwäche an. Weibliche Individuen sind als Kreis und männliche als Quadrat dargestellt. Wenn ein Individuum an der Rot‑Grün‑Sehschwäche erkrankt ist, wird das über ein schwarz eingefärbtes Symbol dargestellt. Der schwarze Punkt innerhalb des Symbols zeigt an, dass das Individuum zwar das Gen für die Fehlsichtigkeit trägt, aber nicht daran erkrankt ist.

An diesem Beispiel kannst du erkennen, dass die zuvor getroffenen Aussagen über die Vererbung der Rot‑Grün‑Sehschwäche stimmen:

• Es sind deutlich mehr männliche als weibliche Individuen erkrankt.
• Das Merkmal für die Rot-Grün-Sehschwäche ist rezessiv und kann von einer anderen Genvariante überdeckt werden (sonst gäbe es keine Merkmalsträger, die nicht erkrankt sind).
• Es handelt sich um eine X‑chromosomale Vererbung, da nur weibliche Individuen Merkmalsträger sind, ohne zu erkranken.

Was ist die Rot-Grün-Sehschwäche? – Zusammenfassung

Dieses Video behandelt Farbenfehlsichtigkeiten. Du erfährst, welche Arten der Farbenfehlsichtigkeit es gibt, und siehst anhand von Vergleichsbildern, wie Menschen mit und ohne Farbenfehlsichtigkeit Farben wahrnehmen. Dir wird unter anderem die Rot‑Grün‑Sehschwäche erklärt. Anhand dieses Beispiels wird auch die Vererbung von Farbenfehlsichtigkeiten thematisiert. Auch zu diesem Thema findest du interaktive Übungen und ein Arbeitsblatt.