Woher kommt das Schimmern der durchsichtigen Geisterwelse?

Geisterwelse sind eigentlich transparent, können aber in allen Farben des Regenbogens leuchten. Wie machen sie das? Forschende haben das Rätsel um die Fische gelöst.

Von Marina Weishaupt
Veröffentlicht am 31. März 2023, 16:08 MESZ
Das Geheimnis ihrer Regenbogenfarben wird dank ihrer durchsichtigen Haut sichtbar. Nur deshalb ist es überhaupt möglich, ...

Das Geheimnis ihrer Regenbogenfarben wird dank ihrer durchsichtigen Haut sichtbar. Nur deshalb ist es überhaupt möglich, das bunte Schillern im Körper der Geisterwelse wahrzunehmen. 

Foto von Nan Shi / Xiujun Fan / Genbao Wu

Rot, Grün, Lila, Orange oder Blau: Die bunten Farbspektakel in der Unterwasserwelt lassen keine Wünsche offen. Obwohl eine Vielzahl an Meereslebewesen bunt schimmert, sind die biologischen und physikalischen Prozesse dahinter nach wie vor rätselhaft. Denn bei einigen Tieren scheint die Natur besonders tief in die Trickkiste zu greifen.

So verfügt die Oberfläche der beinahe vollständig durchsichtigen Körper der indischen Glas- oder Geisterwelse (Kryptopterus vitreolus) eigentlich über keine reflektierenden Eigenschaften. Dennoch zählen sie zu den fluoreszierenden Arten – diese schimmern bunt, sobald Licht auf sie fällt. Das Licht, das bei anderen Fischen zu diesem Effekt führt, fällt allerdings größtenteils einfach durch die Geisterwelse hindurch. Trotzdem schillern die Süßwasserfische bunt. Wie ist das möglich? 

Ein Forschungsteam der Shanghai Jiao Tong University nahm sich diesem Rätsel nun an. Ihre Studie erschien in dem Fachmagazin PNAS.

Warum der durchsichtige Geisterwels bunt schimmert

Um dem Geheimnis der Geisterwelse weiter auf den Grund zu gehen, untersuchte das Team die etwa fünf Zentimeter langen Tiere in verschiedenen Lichtverhältnissen. Mithilfe eines Lasers beleuchteten sie zudem die Haut und die Muskeln der Fische getrennt voneinander. Dabei fanden sie heraus: Nicht etwa die Hautoberfläche der Fische sorgt für den bunten Glanz, sondern die Muskeln im Inneren ihres Körpers. 

In den Muskeln entsteht auch der Effekt der sich schnell ändernden, schillernden Regenbogenfarben. Verantwortlich sind die etwa zwei Mikrometer langen, bandförmigen Sarkomere, die als die kleinsten Bausteine von Muskelfasern gelten und sich untereinander unterschiedlich stark überlappen. Durch das abwechselnde Beanspruchen und Entspannen der Muskeln ändern die winzigen Sarkomere ihre Länge und brechen das Licht auf verschiedene Weise – der Fisch beginnt zu schimmern.

Lumineszenz und Fluoreszenz: Schimmern ist nicht gleich Leuchten

Genannt wird dieses Phänomen Biofluoreszenz. Dabei ist das Schimmern immer von einer externen Lichtquelle im Infrarotbereich abhängig. Das Licht trifft auf die Körperoberfläche und wird in einem Frequenzbereich zurückgestrahlt, in dem die Farben für das menschliche Auge sichtbar sind. Im Gegensatz zum Glaswels sorgen beim Ährenfisch Atherinomorus lacunosus etwa sogenannte photonische Kristalle auf seinen Schuppen dafür, dass das Licht bricht und sein Körper abwechselnd gelb und blau glitzert.

Nicht zu verwechseln ist dieses bunte Phänomen mit einem anderen, ebenso faszinierenden Naturschauspiel: der Biolumineszenz. Tiere mit diesem Merkmal produzieren das Licht, das für ihr Farbspektakel sorgt, selbst. Sie glänzen oder schimmern nicht nur, sie leuchten förmlich. Sonderlich außergewöhnlich ist das jedoch nicht – machen die lumineszierenden Tiere mit über 75 Prozent doch einen Großteil der Meeresbewohner aus. 

Deren bunte Lichteffekte sind für das menschliche Auge meist nur mit spezieller Technik erkennbar. Deshalb wurde das wahre Ausmaß dieser lumineszierenden und fluoreszierenden Tiere vor allem innerhalb der letzten Jahre erkannt. Die Forschenden der Studie erhoffen sich zukünftig auch ein besseres Verständnis ähnlicher Arten. Denn bezüglich des genauen Zwecks für das bunte Schimmern des Glaswels – etwa als Warnsignal oder Kommunikationsmittel unter Artgenossen – tappen sie noch im Dunkeln.

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