Unterschied zwischen Stangen und Zapfen

Hauptunterschied - Ruten gegen Kegel

Stäbchen und Zapfen sind die zwei Arten von Photorezeptorzellen in der Wirbeltierretina. In der Netzhaut befinden sich etwa 120 Millionen Stabzellen und 6 Millionen Zapfen. Das Hauptunterschied zwischen Stäben und Zapfen ist das Stäbchen sind sehr lichtempfindlich und können für das Sehen bei schlechten Lichtverhältnissen (skotopisches Sehen) verwendet werden, während Zapfen nicht sehr lichtempfindlich sind und bei starken Lichtverhältnissen verwendet werden können (photopisches Sehen).. Stäbe vermitteln monochromatische Sicht, während Zapfen farbige Sicht verleihen. Stäbe enthalten einen Typ von Photorezeptorzellen, während Kegel drei Typen von Photorezeptorzellen enthalten, von denen jede blaues, rotes und grünes Licht detektiert.

Wichtige Bereiche

1. Was sind Ruten?
      - Definition, Struktur, Funktion
2. Was sind Zapfen?
      - Definition, Struktur, Funktion
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Ruten und Zapfen?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Ruten und Zapfen?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Zapfen, Fovea Centralis, Photopic Vision, Photorezeptorzellen, Retina, Stäbe, Scotopic Vision

Was sind Ruten?

Stäbchen sind stabförmige, lichtempfindliche Zellen an den meisten peripheren Teilen der Retina im Wirbeltierauge. Etwa 120 Millionen Stäbchen befinden sich in der Netzhaut und sind sehr lichtempfindlich. Die durch Stäbchen gewonnene Vision wird als skotopische Vision bezeichnet. Da Stäbchen empfindlich für das Streulicht sind, bieten sie nachts die Sicht. Stäbe sind jedoch unempfindlich gegen Farben. Dadurch bieten sie eine monochromatische Sicht. Stäbchen treten hauptsächlich in den peripheren Bereichen der Netzhaut und der Fovea centralis auf, wobei der mittlere Bereich der Netzhaut mit Stäbchen frei ist. Die Struktur einer Stabzelle ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: Stabzelle

Rhodopsin ist die Art der in Stäbchen vorhandenen Sichtpigmente. Alle Membranstapel der Stabzellen enthalten Rhodopsin. Daher kann nur eine Art von Stäbchen in der Netzhaut identifiziert werden. Die Lichtantwort der Stabzellen erreicht scharf die blaue Farbe.

Was sind Zapfen?

Zapfen sind eine Art von Fotorezeptoren in der Netzhaut, die für das Farbsehen bei Tageslicht verantwortlich sind. Die Anzahl der Zapfen ist im Vergleich zu Stäben geringer. In der Netzhaut können etwa 6 Millionen Zapfen identifiziert werden. Zapfen sind nicht sehr lichtempfindlich. Die Sicht der Zapfen wird bei hohen Lichtverhältnissen erzielt. Die Art der Sicht, die durch Zapfen gewonnen wird, wird als photopisches Sehen bezeichnet. Fovea centralis besteht aus sehr dünnen, dicht gepackten Zapfen. Der Durchmesser der Fovea centralis beträgt 0,3 mm. Die Struktur einer Kegelzelle ist in dargestellt Figur 2.

Abbildung 2: Kegelzelle

In der Netzhaut können drei Arten von Zapfenzellen mit unterschiedlichen Farbrezeptionen identifiziert werden: Rot, Blau und Grün. 67% der Zapfen sind rot; 32% sind grün und 2% sind blau. Stangen zeigen eine schnelle Reaktion auf Licht. Sie können schnelle Veränderungen der Reize wahrnehmen als die. Aus diesem Grund enthält die Fovea centralis die höchste Anzahl von Zapfen in der Netzhaut und die höchste Sehschärfe des Auges. 

Ähnlichkeiten zwischen Stangen und Zapfen

• Sowohl Stäbchen als auch Zapfen sind die Photorezeptorzellen in der Retina der Wirbel.
• Sowohl Stäbchen als auch Zapfen enthalten Sichtpigmente.
• Sowohl Stäbchen als auch Zapfen sind Arten sekundärer Exterorezeptorzellen.
• Wenn beide Arten von Zellen aktiv sind, ist die Sicht mesopisch.

Unterschied zwischen Stangen und Zapfen

Definition

Stangen: Stäbchen ist eine stabförmige, lichtempfindliche Zelle, die an den meisten peripheren Teilen der Netzhaut des Wirbeltierauges liegt.

Stangen: Zapfen ist eine Art Fotorezeptor in der Netzhaut, der für das Farbsehen bei Tageslicht verantwortlich ist.

Sichtpigmente

Stangen: Stangen enthalten Rhodopsin als visuelles Pigment.

Stangen: Zapfen enthalten Iodopsin als visuelles Pigment.

Äußeres Segment

Stangen: Das äußere Segment der Stangen ist zylindrisch.

Stangen: Das äußere Segment der Kegel ist konisch.

Inneres Ende

Stangen: Das innere Ende der Stangen enthält einen kleinen Knopf.

Zapfen: Das innere Ende der Kegel ist verzweigt.

Art der Zellen

Stangen: Stäbe bestehen aus einem einzigen Zelltyp.

Zapfen: Zapfen bestehen aus drei Arten von Zellen.

Vision

Stangen: Stäbe führen zu monochromatischem Sehen.

Zapfen: Zapfen führen zum Farbsehen.

Verbindung zum bipolaren Neuron

Stangen: Mehrere Stäbe sind mit einer Zelle verbunden.

Zapfen: Eine Kegelzelle ist mit einer anderen Kegelzelle verbunden.

Leichter Zustand

Stangen: Stangen können für das Sehen bei schlechten Lichtverhältnissen verwendet werden (skotopisches Sehen).

Zapfen: Kegel können für das Sehen bei starkem Licht verwendet werden (photopisches Sehen).

Lichtempfindlichkeit

Stangen: Stangen sind sehr lichtempfindlich.

Zapfen: Zapfen sind nicht sehr lichtempfindlich.

Streulicht

Stangen: Stangen sind empfindlich gegen Streulicht.

Zapfen: Zapfen sind nicht empfindlich gegen Streulicht.

Sehschärfe

Stangen: Stangen bieten weniger Sehschärfe.

Zapfen: Zapfen sorgen für eine hohe Sehschärfe

Ort

Stangen: Stäbchen befinden sich in der Peripherie der Netzhaut.

Zapfen: Zapfen befinden sich in der Mitte der Netzhaut.

In Fovea

Stangen: Ruten fehlen in der Fovea.

Zapfen: Zapfen sind in der Fovea vorhanden.

Antwort auf Licht

Stangen: Ruten reagieren langsamer auf Licht.

Zapfen: Zapfen haben eine schnelle Reaktion auf Licht.

Anzahl der Zellen

Stangen: In der Netzhaut befinden sich etwa 12 Millionen Stabzellen.

Zapfen: In der Netzhaut befinden sich etwa 6 Millionen Zapfenzellen.

Anzahl der Pigmente pro Zelle

Stangen: Stangen enthalten mehr Pigmente. Daher benötigen sie weniger Licht, um Bilder zu erkennen.

Zapfen: Zapfen enthalten weniger Pigmente als Stäbchen. Daher benötigen sie mehr Licht, um Bilder zu erkennen.

Ummantelte Scheiben

Stangen: Die Stapel der ummantelten Scheiben sind nicht direkt an den Stäben befestigt.

Zapfen: Die Scheiben sind an der äußeren Membran befestigt.

Unzulänglichkeit des Pigments

Stangen: Insuffizienz des Rhodopsins verursacht Nachtblindheit.

Zapfen: Insuffizienz des Iodopsins verursacht Farbenblindheit.

Fazit

Stäbchen und Zapfen sind zwei Arten von Photorezeptoren der Retina im Wirbeltierauge. Stangen sind sehr lichtempfindlich, aber Zapfen sind nicht sehr lichtempfindlich. Daher können Stangen auch nachts Sicht bieten. Kegel sorgen jedoch für Sicht bei Tageslicht. Stangen bieten monochromatische Sicht. Da Zapfen in drei Arten vorkommen, bieten sie Farbsicht. Der Hauptunterschied zwischen Stäben und Zapfen ist die Lichtempfindlichkeit jedes Typs von Fotorezeptorzellen unter verschiedenen Lichtbedingungen.

Referenz:

1. „Rod“. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 28. April 2017, hier verfügbar.
2. Purves, Dale. "Cones und Color Vision". Neurowissenschaften. 2. Auflage., US National Library of Medicine, 1. Januar 1970, erhältlich hier.

Bildhöflichkeit:

1. “Rod & Cone” Von Kosigrim in der Wikipedia auf Englisch - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. “Cone cell de” Von Ivo Kruusamägi - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia