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06.02.2008

Schmetterlinge sind gute Farbenseher

Schwalbenschwänze können sich bei der Unterscheidung von Wellenlängen sogar mit dem Menschen messen

Schwalbenschwänze sind wahre Meister des Farbensehens: Die Schmetterlinge haben nicht weniger als sechs verschiedene Typen von Rezeptoren zur Farberkennung. Mit diesen Wahrnehmungsorganen können sie feinere Wellenlängenunterschiede wahrnehmen als alle bisher untersuchten Tiere, haben Forscher aus Japan und Australien nun herausgefunden.

Schmetterlingsaugen, wie hier die eines Windenschwärmers, können sehr effektiv Farben wahrnehmen. ChriSes, PhotoCase.com

Für ihre Untersuchungen der Sehfähigkeiten der Schmetterlinge mussten die Forscher zu einem Trick greifen – denn schließlich konnten sie den Schwalbenschwänzen keine Bilder zeigen, wie es bei Tests mit Menschen üblich ist, und sie dann zum Gesehenen befragen. Sie trainierten die Schmetterlinge daher zunächst darauf, dass Licht einer bestimmten Wellenlänge eine Fütterung mit Nektar bedeutete. Die so geprägten Tiere wurden dann vor die Wahl zwischen zwei Lichtquellen gestellt. Entschieden sie sich für die Wellenlänge, die der mit dem Nektar assoziierten am nächsten lag, gab es tatsächlich eine Zuckerlösung. Wählten die Schmetterlinge die andere, gingen sie leer aus.

Indem die Forscher die Wellenlängen der beiden Lichtquellen allmählich veränderten, konnten sie sich langsam an den kleinsten für die Schmetterlinge noch wahrnehmbaren Wellenlängenunterschied herantasten. Dieser Minimalwert lag bei etwa einem Nanometer – ein Wert, wie er auch vom Menschen erreicht wird, der Licht im Wellenlängenbereich etwa zwischen 400 und 800 Nanometer wahrnehmen kann Einen solch feinen Sinn für Wellenlängenunterschiede konnten Wissenschaftler bisher bei keinem Tier nachweisen: So erreichten Fische, Vögel oder Schildkröten lediglich Empfindlichkeiten von zwei bis drei Nanometern, und selbst die für ihren ausgeprägten Farbsinn bekannten Honigbienen kamen lediglich auf drei Nanometer.

Neben diesem Rekordwert stießen die Wissenschaftler bei Asiatischen Schwalbenschwänzen noch auf eine zweite Besonderheit: Die bunten, filigranen Tiere sind Tetrachromaten. Das bedeutet, dass ihr Auge für vier verschiedene Wellenlängenbereiche besonders empfindlich ist. So zeigte die Kurve der Empfindlichkeit bei Rot einen ersten Gipfel, bei Grün einen zweiten, bei Blau den dritten und schließlich im ultravioletten Bereich des Lichts den vierten. Die Schwalbenschwänze sind damit die einzigen Nicht-Wirbeltiere, die bisher als Tetrachromaten erkannt wurden. Honigbienen sehen zwar auch im ultravioletten Bereich des Spektrums, doch ihnen fehlt die Fähigkeit zur Erkennung von Rot. Sie sind nur Trichromaten wie auch der Mensch.

Diese ausgeprägten Fähigkeiten zum Farbensehen gehen auf den besonderen Aufbau des Schmetterlingsauges zurück, das mit insgesamt sechs verschiedenen Rezeptorentypen ausgestattet ist. Zu den Rezeptoren für Rot, Grün, Blau und UV-Licht kommen noch ein Violettrezeptor und ein Breitbandrezeptor hinzu, die jedoch wohl nicht zum Farbsehen verwendet werden, sondern zur räumlichen Orientierung oder zur Wahrnehmung von Bewegungen, vermuten die Forscher. Der grüne und der blaue Rezeptor sind streng genommen noch in zwei Untertypen unterteilt, sodass die Wissenschaftler insgesamt sogar auf acht Rezeptorentypen kommen. Die Schmetterlingsaugen gehören damit zu den komplexesten Sehapparaten im Tierreich. Die Rekordhalter allerdings sind nicht die Schmetterlinge, sondern die Fangschreckenkrebse mit 16 verschiedenen Rezeptortypen. (ud)

Weitere Informationen:
Originalartikel der Wissenschaftler