Kolibris sehen Farben, die wir uns nicht mal vorstellen können

Eine wegweisende Studie offenbarte, dass Kolibris dank einer biologischen Besonderheit ein deutlich breiteres Farbspektrum wahrnehmen als Säugetiere.

Thursday, June 18, 2020,
Von Virginia Morell
A male broad-tailed hummingbird flies in Colorado as part of an experiment on color vision.

A male broad-tailed hummingbird flies in Colorado as part of an experiment on color vision.

Bild Noah Whiteman, University of California, Berkeley

Ein männlicher Kolibri, der sich einfach nur auf einem Zweig ausruht, kann den menschlichen Betrachter mit seinem bunten, schillernden Gefieder faszinieren. Nun hat sich herausgestellt, dass uns Menschen wahrscheinlich die volle Wirkung des Farbenspiels entgeht – denn Kolibris sehen Farben, die Menschen gar nicht erkennen können.

Wissenschaftlern ist schon länger klar, dass Vögel wahrscheinlich eine bessere Farbwahrnehmung haben als Menschen. Wie die meisten Primaten ist der Mensch trichromatisch, was bedeutet, dass unsere Augen drei Arten von farbempfindlichen Rezeptoren oder Zapfen besitzen: blau, grün und rot. Vögel hingegen haben vier Zapfen und sind somit tetrachromatisch.

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Mit unseren drei Zapfen können wir die Farben des Regenbogens sehen, die sogenannten Spektralfarben: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett. Zusätzlich können wir auch eine nichtspektrale Farbe sehen, nämlich Purpur, weil sie unsere roten und blauen Zapfen gleichzeitig anspricht.

Durch ihre vier Zapfen ist es Vögeln theoretisch möglich, eine breitere Palette von Farben wahrzunehmen, einschließlich des ultravioletten Spektrums, das Farben wie UV-Grün und UV-Rot umfasst. Doch bisher haben Forscher nur wenige Untersuchungen darüber angestellt, was Vögel tatsächlich sehen können.

Vorhang auf für Mary Stoddard. Die Evolutionsbiologin der Universität Princeton und ihre Kollegen führten eine Reihe von Feldexperimenten mit wildlebenden Kolibris in der Nähe des Rocky Mountain Biological Laboratory in Colorado durch. Die bemerkenswerten Ergebnisse zeigten, dass die Vögel spektralfarbene Nahrung von Nahrung in nichtspektralen Farben unterscheiden konnten.

„Als ich sah, wie sie das direkt vor meinen Augen taten – das war eines der aufregendsten Dinge, die ich je erlebt habe“, sagt Stoddard, deren Studie im Fachmagazin „Proceedings of National Academy of Sciences“ veröffentlicht wurde.

Die Publikation sei ein „großer Fortschritt“ und biete den bisher gründlichsten Einblick in die Art und Weise, wie Vögel Farben unterscheiden, urteilt Trevor Price. Der Evolutionsbiologe an der University of Chicago war an der Forschung nicht beteiligt.

„Wir fangen eigentlich gerade erst an, an der Oberfläche zu kratzen, was unser Wissen über tierische Farbwahrnehmung angeht“, sagt er.

Farbspiel im Wasser

Für die Studie stellten Stoddard und ihr Team mehrere mit LED-Leuchten ausgestattete Wasserspender in der Nähe des Labors auf. Sie programmierten die LED-Vorrichtungen so, dass die Oberfläche der Flüssigkeiten je eine von zwei Farben annahm – je nachdem, ob der Futterspender zuckerhaltiges Wasser oder einfaches Wasser enthielt.

„Es ist wichtig, die Tests in freier Wildbahn durchzuführen“, sagt Stoddard, „damit wir wirklich verstehen können, wie diese Vögel ihre Welt wahrnehmen.“

Die Kolibris, die sich von Blütennektar ernähren, lernten schnell, die eine Farbe mit einem besonders leckeren süßen Schlückchen und die andere mit normalem Wasser zu assoziieren.

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Über drei Saisons im Feld führten die Wissenschaftler von 2016 bis 2018 insgesamt 19 Experimente durch und zählten rund 6.000 Kolibribesuche an ihren Futterstellen. Indem sie nachverfolgten, welchen Spender die Vögel aufsuchten, konnten die Forscher zeigen, dass Breitschwanzkolibris konsequent die Futterstelle mit dem süßen Wasser wählten – unabhängig davon, ob sie einen nichtspektralen oder spektralen Farbton hatte.

„Selbst wenn die Farben für uns identisch aussahen – zum Beispiel, wenn die Vögel zwischen einer Futterstelle in UV-Grün und einer in normalem Grün wählen mussten –, konnten sie den Unterschied sehen“, sagt Stoddard.

„Es war ein erstaunlich mutiger experimenteller Ansatz“, schrieb die Evolutionsbiologin Karen Carleton von der University of Maryland in College Park per E-Mail. Die Studie zeige, dass „die Welt durch die Augen eines Kolibris ganz anders aussehen könnte als das, was wir sehen“.

Verblüffend bunte Welt

Farbwahrnehmung hilft den Tieren bei der Auswahl ihrer Nahrung und Partner sowie bei der Vermeidung von Raubtieren. Bienen können beispielsweise in gelben Blüten ein ultraviolettes Muster sehen, das sie wie eine Zielscheibe zum Nektar lenkt. Wenn wir dieselbe Blume betrachten, sehen wir nur eine gelbe Blüte.

Um herauszufinden, warum Kolibris eine solche Vielfalt an Farben sehen, analysierten Stoddard und ihre Kollegen vorhandene Daten zu den Farben verschiedener Gefieder und Pflanzen. Sie entdeckten, dass Kolibris in der Lage sind, 30 Prozent des Gefieders der Vögel und 35 Prozent der Pflanzenfarben in nichtspektralen Farbtönen zu sehen, die sich „Menschen nicht einmal vorstellen können“, sagt Stoddard. Diese Fähigkeit hilft den winzigen Vögeln wahrscheinlich dabei, eine große Vielzahl von Pflanzen und deren Nektar aufzuspüren.

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Stoddard und ihr Team glauben, dass ihre Ergebnisse auf alle tagaktiven Vögel mit tetrachromatischem Sehvermögen zutreffen, ebenso wie auf mehrere Fische, Reptilien und Wirbellose. Diese ausgeprägte Fähigkeit der Farbunterscheidung könnte auch ein Merkmal der Dinosaurier gewesen sein, von denen viele vermutlich ein buntes Federkleid hatten.

Säugetiere entwickelten sich ursprünglich als nachtaktive Wesen, die die satten Farbtöne der Welt bei Tageslicht nicht sehen mussten. Die meisten verfügen deshalb – ähnlich wie Hunde und Katzen – nur über zwei Zapfen: blaue und grüne. Der Mensch entwickelte einen dritten Zapfen für die Wahrnehmung von Rot – möglicherweise, weil frühe Primaten einen Appetit auf reife Früchte entwickelten.

„Wenn wir die Vielfalt der Farben in der Natur jemals verstehen wollen, müssen wir zweifelsohne auch verstehen, wie sich die Tierarten in ihrer Farbwahrnehmung unterscheiden“, findet Price. „Diese Studie weist den Weg.”

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.

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