Hundert Pixel: Mit dieser Auflösung könnten wir Menschen immerhin ein Fenster in der Wand erkennen oder einen Lastwagen, der auf uns zurast – Sekundenbruchteile vor dem Crash. Kameras mit einer solchen optischen Auflösung würde niemand kaufen. Denn was sind schon hundert Pixel?

Für Schmidtiellus reetae war die Bildqualität phänomenal. Sie machte den Trilobiten, einen Gliederfüßer, vor mehr als einer halben Milliarde Jahren in einer blinden Welt zum Sehenden. Das Organ, dem der Meeresbewohner seine Pionierleistung verdankt, bekam der Mensch jetzt erstmals zu Gesicht. Brigitte Schoenemann, Biologin an der Universität Köln, hat dieses bislang älteste Zeugnis für die Evolution eines leistungsfähigen Auges entdeckt. Seine winzigen Strukturen sind auf einem Fossil von Schmidtiellus reetae erhalten geblieben: Das Tier starb vor 530 Millionen Jahren. Die Strukturen seines Körpers aber wurden in Calziumphosphat konserviert, ein Erhaltungsprinzip, das den Paläontologen immer wieder besonders detailreiche Momentaufnahmen von den Anfängen des Lebens beschert.

Im geologischen Zeitalter des frühen unteren Kambriums verschaffte das Ur-Auge dem knapp zehn Zentimeter langen Abfallfresser einen gigantischen Überlebensvorteil. Als einer der Ersten im Tierreich konnte der Gliederfüßer ansatzweise etwas erkennen. Das ermöglichte ihm nicht nur, Hindernissen auszuweichen. Er sah auch, wenn er von Feinden angegriffen wurde oder Partner in der Nähe waren. Und im seichten, lichtdurchfluteten Wasser unweit der Küste erkannte er, wo auf dem Meeresboden er Nahrung oder ein Versteck fand.

Das neue Organ kurbelte die Evolution an. Denn die Erfindung des Sehens entpuppte sich als eine der wichtigsten Innovationen überhaupt. Keine andere zeitigte im Tierreich so weitreichende Folgen. Das Sehorgan machte Fernerkundung möglich; Räuber erspähten Beutetiere. Indem die Beutetiere ihrerseits sahen, was ihnen drohte, konnten sie reagieren. Tiere mit robusten Panzern entstanden, und ihre körperliche Konstitution verbesserte sich. So konnten sie schneller flüchten. Oder sie machten sich unsichtbar. Jede optische Tarnung, die wir heute im Tierreich finden, ist eine Folge des Konkurrenzkampfs, der einsetzte, als die Tiere sehen lernten. In nur wenigen Hunderttausend Jahren hat die Evolution aus einem lichtempfindlichen Fleck sämtliche Augentypen hervorgebracht, die wir heute kennen.

Das Wettrüsten ging weiter. Denn auch die Räuber tarnten sich, um die Defensivfortschritte ihrer Beute zu kontern. Der Gepard wurde immer schneller, der gestreifte Tiger unsichtbar. Ohne Augenevolution ist weder die Reaktionsschnelligkeit der Fliege denkbar noch ein Hochleistungsorgan wie das Adlerauge. Das Zebra trägt Streifen, der Teppich-Krokodilfisch sieht aus wie ein gemusterter Bettvorleger, und die Gespenstschrecke betreibt Mimikry, indem sie als Wandelndes Blatt oder als Riesenstabschrecke ("Wandelnder Ast") Pflanzen imitiert. Die Fortpflanzung veränderte sich ebenso grundlegend: Sehen und gesehen werden etablierte sich als wichtiges Prinzip für den Balzerfolg. Kurzum, Schmidtiellus reetae und seine Zeitgenossen wiesen der Natur den Weg in eine Augenwelt.

"Das Trilobiten-Auge steckte noch in den Kinderschuhen", sagt Brigitte Schoenemann über das von ihr entdeckte Facettenauge, "aber an ihm werden wir Zeuge der ersten Schritte eines extrem erfolgreichen Prinzips." In der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences beschreibt sie in dieser Woche mit Kollegen aus Estland und Schottland die visuellen Fähigkeiten des Urzeittiers, das einst in einem Ozean auf dem Gebiet des heutigen Baltikums lebte.

Das Fossil aus der Sammlung der Universität Tallinn wurde von Schoenemann untersucht. Sogar die Zellstrukturen des Facettenauges sind im Gestein erhalten geblieben. So konnten die Forscher nicht nur die äußere Form des Organs beschreiben, sondern auch, wie es funktionierte, welche Leistung es wahrscheinlich lieferte und wie es sich von den Augen heutiger Gliederfüßer unterschied. Dabei half es ihnen, dass eines der beiden Fossilaugen teilweise zerstört ist. Dies öffnete ihnen den Blick ins Innere der sechseckigen Struktur eines Ommatidiums – eines jener Einzelaugen, aus denen auch die Facettenaugen heutiger Insekten zusammengesetzt sind.

Zwar stehen diese einzelnen Facetten etwas weiter auseinander, als wir es von den meisten heutigen Gliederfüßern kennen. In ihrem Bauplan allerdings weichen sie nur unwesentlich von den Ommatidien ab, die sich zu modernen Facettenaugen gruppieren. Das heißt, die bis zu 30.000 "Äugelchen", die der Libelle heute 30.000 Pixel bescheren, sehen fast so aus wie die hundert Ommatidien, die dem frühen Trilobiten die Sehleistung von hundert Pixeln ermöglichten.

Wie in heutigen Facettenaugen zählte Brigitte Schoenemann in jeder Untereinheit acht Sinneszellen. Sie gruppieren sich um ein zentrales Lichtleiterstäbchen, das sogenannte Rhabdom. Dieses enthält die Sehpigmente und gibt seine Informationen an das Zentralnervensystem des Tieres weiter. Dort werden die Sinneseindrücke zu einem Bild zusammengerechnet.