Bunte Tropen

Wo die Evolution in den Farbtopf greift

Von Sonja Kastilan
10.04.2022
, 17:04
Tangaren
Je näher der Äquator, desto prächtiger die Vogelwelt: Eine aktuelle Studie britischer Evolutionsbiologen bestätigt die Beobachtungen der frühen Naturforscher.
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Je näher am Äquator, desto bunter die Vogelwelt – und so berichteten einst Naturforscher wie Alexander von Humboldt oder Russel Wallace völlig fasziniert von ihren Reisen fern unserer gemäßigten Breiten. In „Nature Ecology & Evolution“ beschreiben jetzt britische und ungarische Forscher in einer aktuell veröffentlichten Studie, wie sich solche persönlichen Eindrücke und Beobachtungen mithilfe moderner Technik sowie KI quantifizieren und alte Museumssammlungen dafür heranziehen lassen.

Ein Team um den Evolutionsbiologen Gavin Thomas von der University of Sheffield nahm sich die Bälge von 4527 Vogelarten aus der Ordnung Passeriformes vor, die am Natural History Museum in Tring, Hertfordshire, nordwestlich von London archiviert sind und immerhin rund 75 Prozent dieser Gruppe abbilden, zu der unter anderen die Singvögel zählen. Jedes Federkleid – vom Männchen wie auch Weibchen einer Art – wurde bei normalen Lichtbedingungen sowie unter ultravioletter Strahlung fotografiert, um anschließend 1500 Pixel auszuwerten und eine mehrdimensionale Farbskala zu erstellen. „Wir haben in unserer Analyse versucht zu berücksichtigen, wie Vögel die Federn wahrnehmen würden, die ja eine komplexere Farbwahrnehmung haben als der Mensch“, erklärt Erstautor Christopher Cooney im Gespräch. Mit den Sammlungen am Museum in Tring hatten er und seine Kollegen Zugang zu einem wahren Schatz der Ornithologie, denn dort lagern insgesamt mehr als eine Million Exemplare (darunter 750.000 Bälge, teils mehr als 250 Jahre alt) von rund 9000 Vogelarten. Es ist das weltweit größte Einzelarchiv und umfasst 95 Prozent der Avifauna. „Das ermöglichte es uns, die Variation global zu betrachten, nicht nur regional, und Rückschlüsse auf Ökologie und Biodiversität zu ziehen.“

Farbenprächtige Vogelwelt
Die Analyse von mehr als 4500 Vogelarten bestätigt die Beobachtung, dass in den Tropen und Subtropen besonders bunte Piepmätze zu finden sind. Bild: Cooney, C. R. et al. Nat. Ecol. Evo., 2022

Computerwissenschaftler entwickelten eine mathematische Annäherung an das visuelle Spektrum der Tiere, und tatsächlich ergaben sich aus den über mehrere Jahre erhobenen Daten geographische Gradienten: Die Farbenpracht der Vögel korrelierte mit dem Breitengrad, also ihrem Lebensraum. In den feuchten Tropen hat die Evolution demnach die buntesten Vögel hervorgebracht, wobei das dort insbesondere für geschlossene Waldgebiete gilt, die dichter, somit dunkler sind, und für ökologische Nischen reich an Früchten sowie Nektar. Was vermutlich in einem Zusammenhang steht, denn ein attraktives Federkleid kostet Energie, und die müssen sich europäische Singvögel oft hart erarbeiten. Allerdings gibt es hier ebenfalls recht bunte Vögel, und Cooney nennt die Blaumeise als Beispiel, dass es eben immer auch Ausnahmen der nun bestätigten Regel eines Trends zu farbgewaltigeren Tropen gebe.

Malurus amabilis unter UV-Licht
Australischer Zaunkönig: UV-Strahlung lässt das Federkleid eines männlichen Malurus amabilis nochmals anders erscheinen (unten), als es das menschliche Auge bei normalem Licht wahrnehmen kann (oben). Statt Blau, Weiß und Braun trägt der Vogel dann Leuchtrot. Bild: Credit: University of Sheffield/NHM Tring

Neben einem allgemeinen Trend entdeckte Cooney mit seinen Kollegen eine nach wie vor kontrovers diskutierte Verbindung zwischen der Farbigkeit und Körpergröße, so seien kleinere Vögel meist bunter als größere. „Noch sind nicht alle Experten überzeugt, doch wir fanden eindeutige Belege dafür, auch wenn die Mechanismen dahinter bisher nicht genau verstanden sind.“ Als Erklärung kommen mehrere Möglichkeiten in Frage. Es könnte zum Beispiel schlicht damit zusammenhängen, dass große Vögel gar nicht so viele Farbsubstanzen mit dem Futter aufnehmen können, Carotinoide etwa, um genug Pigmente in Rot, Orange oder Gelb für ein poppig leuchtendes Federkleid einzulagern. Auch könnte die spezifische Interaktion oder das Habitat ein Grund sein, dass kleinere Piepmätze bunter sind, um eben den Artgenossen in ihrem Umfeld aufzufallen. Ein Strauß müsse nicht extra auf sich aufmerksam machen, meint der britische Biologe.

Nicht nur wurde das Federkleid zur Brutzeit herangezogen, auch dienten die jeweiligen Nistgebiete zur Lokalisation einer Art, was insbesondere für Zugvögel wichtig war, die etwa zwischen Europa und Afrika pendeln. In ihrem Fall zeigte sich zudem, dass gerade die Weibchen auffallend farblos waren: „Vielleicht weil sie es nicht nötig haben, dafür Energie zu verschwenden“, erklärt der britische Biologe. Wenn sie die Brutgebiete erreichen, haben sie die Wahl; die früher ankommenden Männchen hätten ihre Territorien dann bereits gefunden und müssen um die weibliche Gunst buhlen.

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Insgesamt beruht das Farbspiel vor allem auf Pigmenten, für die das Futter etwa reich an Carotinoiden sein muss, doch schillerndes Blau oder Grün wird mit Hilfe physikalischer Tricks erzeugt und dafür sind besondere Federstrukturen nötig: „Diese feinen Strukturen sind mehrfach in der Evolution der Vögel entstanden und in unterschiedlichen Gruppen zu finden, zum Beispiel bei den amerikanischen Kolibris und den Nektarvögeln, die sich ähnlich sehen aber nicht näher verwandt sind“, erklärt Cooney. Ihr Federkleid könnte in allen vorstellbaren Farben funkeln, ein echtes Spektakel fürs Auge. Ob eine visuelle Pracht wiederum das akustisch wirksame Gesangstalent ersetzt oder umgekehrt, wie seit langem vermutet werde, sei jedoch unklar und müsste näher erforscht werden.

Was für die tropische Vogelwelt zu gelten scheint, möchte Cooney in weiteren Untersuchungen gerne auf andere Tiergruppen übertragen und bestätigt wissen: „Die Farbpracht der Tropen wurde ebenfalls bei Pflanzen oder Insekten beobachtet, und was bietet sich für eine Fotoanalyse besser an als Schmetterlinge?“, schließlich seien diese bekanntermaßen bunt und nahezu zweidimensional. Als Wirbellose bieten sie einen interessanten Kontrast zu den Vögeln, um die Mechanismen und Triebkräfte der Evolution besser zu verstehen; ihre Farben übernehmen auch andere Aufgaben, warnen zum Beispiel vor Gift, und bilden komplizierte Muster. Immerhin hätte Europa mit Pfauenauge und Schwalbenschwanz hübsche Ausnahmen von der Regel zu bieten, falls sich dann ein ähnlicher Gradient wie für die Vögel abzeichnen würde. Ihre Farbenspiel existiert hier, fern der Tropen.

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Quelle: FAZ.net
Autorenporträt / Kastilan, Sonja
Sonja Kastilan
Redakteurin im Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.
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