Säugetiere sehen kein UV-Licht?
Licht bewegt sich wie eine Welle durch den Raum. Der Abstand zwischen den maximalen Ausschlägen der Wellen bezeichnet man als Wellenlänge. Die Wellen an sich sind nicht farbig, aber sie reizen die lichtempfindlichen Zellen im Auge. Das Nervensystem setzt diese Signale im Gehirn dann zu einzelnen Farben und Formen zusammen. Lange Wellen sind dabei die Wahrnehmung rot, kurze blau usw. Welche Farben wahrgenommen werden, ist abhängig von der Anzahl der Zapfen im Auge, über die die Farbwahrnehmung erfolgt.
Einfach Wirbeltiere besitzen 4 Zapfenpigmente und können so UV-Licht verarbeiten.
Der Mensch besitzt drei Arten dieser Zapfen und ist so in der Lage drei Farben (rot, blau, grün) zu unterscheiden. Man nennt dies trichromatisches Farbensehen.
Die meisten höheren Säugetiere und Vögel können dagegen nur zwei Farben wahrnehmen, sie sind Dichromaten.
UV-Strahlung im Wellenbereich von 250 Nanometer können weder Dichromaten noch Trichromaten verarbeiten.
Nachts reagieren die Zapfenpigmenten nicht auf die schwachen Lichtreize und deshalb übernehmen in diesem Fall die Stäbchenpigmente das Sehen. Diese unterscheiden jedoch nicht zwischen den einzelnen Farben. Nachts sind für die meisten Säugetiere deshalb „alle Katzen grau“.
Hier standen die Forscher bei manchen Fledermausarten vor einem Rätsel. Durch ihre Nachtaktivität haben sie im Laufe der Evolution die Nutzung der Zapfenpigmente aufgegeben. Diese sind zwar im Auge vorhanden, erfüllen aber keinerlei Funktion. Die Tiere sind farbenblind und erkennen selbstverständlich auch kein UV-Licht.
Doch wie sich zeigte, gilt dies nicht für alle: Manche Fledermausarten des Urwalds können UV-Licht erkennen, wie Forscher des Max-Planck-Instituts herausfanden.
Der Versuch
Dass Fledermäuse UV-Licht wahrnehmen können, stellten die Forscher in Verhaltensexperimenten fest. Die Tiere lernten in einem computergesteuerten künstlichen Lebensraum, dass nur 'leuchtende' Kunstblüten auch Futter geben.
Während des Versuchs wurde die Wellenlänge des Lichtes und seine Intensität verändert. Es zeigte sich, dass die Tiere noch bis weit in den UV-Bereich hinein das Licht der Blüten wahrnehmen können. Trotzdem sind Fledermäuse farbenblind. Eine Dressur auf Farbunterscheidung blieb erfolglos.
Die Blütensuche
Mit der Nacht kommt auch die Stunde der Fledermäuse, doch das kalte Nachtlicht ist nur schwach. Die Blüten im südamerikanischen Regenwald reflektieren deshalb die ultraviolette Strahlung, um auf sich aufmerksam zu machen. Dadurch weckten sie wohl auch den Bedarf der Fledermäuse UV-Licht zu erkennen.
Da Fledermäuse jedoch keine Zäpfchen nutzen, erfolgt die UV-Verarbeitung über die Stäbchenpigmente. Dies wurde bisher noch bei keiner anderen Tierart nachgewiesen und entsprechend erstaunt war man, als sich herausstellte, dass die Tiere das Licht tatsächlich über das Rhodopsin ihrer Stäbchenpigmente einfangen. Sie nutzen dabei das sogenannte beta-Band, einen Nebenbereich der Lichtabsorption ihres Photorezeptors.
Normalerweise besitzen Säugetiere einen UV-Filter in der Augenlinse, der das Tier vor der störenden Strahlung schützt. Diese Fertigkeit ist notwendig, da UV-Licht die Retinazellen schädigt aber auch aus optischen Gründen - der Verlust des UV-Sehens ermöglicht ein besseres Schärfensehen.
Der Brechwinkel des Lichtes ist abhängig von der jeweiligen Wellenlänge. Ein Lichtpunkt wird an der Linse gebrochen. Da jede Wellenlänge in einem etwas anderen Winkel abgelenkt wird, ist Unschärfe die Folge. Hier sind Fledermäuse im Vorteil, denn je kleiner ein Auge ist, desto weniger störend ist die Ablenkung des Lichtes an der Linse. Deshalb erwartet man UV-Sehen auch am ehesten bei kleinen Säugetieren wie der Fledermaus mit ihren nur zwei Millimeter großen Augen.
Folgen für die Wissenschaft
Die Suche nach UV-Tüchtigkeit bei Säugetieren hatte bislang ausschließlich spezialisierte Zapfen im Visier. Der neue Befund, der aus der Untersuchung des Orientierungsverhaltens der Tiere entstand, weist darauf hin, dass Säugetiere, die ohne Farbensehen auskommen, auch einen grundsätzlich anderen Mechanismus rekrutieren können. "Wir werden jetzt molekular untersuchen, ob dieser relativ einfache Mechanismus auch bei anderen Fledermausarten bzw. vielleicht sogar bei anderen Säugetieren auftritt," sagt York Winter, der Leiter der Nachwuchsgruppe "Ökologische Neurobiologie", die sowohl an der Fakultät für Biologie der Ludwig Maximilians-Universität München als auch an der Max-Planck-Forschungsstelle für Ornithologie in Seewiesen tätig ist.
