Ein Forscherteam der St. Cloud State University im US-amerikanischen Minnesota wollte wissen, ob auch Landwirbeltiere leuchten können. Bisher kannte man das vor allem von Meeresbewohnern. Um eine Antwort auf ihre Frage zu finden, haben sich die Forscher die Gruppe der Amphibien herausgepickt und acht von zehn Salamander-, fünf Frosch- und eine Schleichenlurch-Familie (Caeciliidae) untersucht. Sie stellten fest, dass auch diese Tiere unter kurzwelligem für uns unsichtbarem Licht, also ultraviolettem und blauem Licht, leuchten. Ihre Studienergebnisse veröffentlichten sie am 27. Februar 2020 im Fachmagazin "Nature".
Blaues Licht lässt Amphibien besonders leuchten
Nun weiß man, dass leuchtende Landwirbeltiere (Tetrapoda) wie Chamäleons, Papageien, Pinguine und Gleithörnchen keine Ausnahmeerscheinungen sind. Biolumineszenz ist auch unter Amphibien weit verbreitet. Während jedoch Chamäleons, Papageien, Pinguine und Gleithörnchen unter ultraviolettem Licht leuchten, leuchten Amphibien stärker unter blauem Licht. Das konnte man bisher nur der Meeresschildkröte nachweisen. In Land- und Süßwasser-Ökosystemen sind die Lichtverhältnisse komplexer als im Meer. Es gibt Bereiche, in denen blaues Licht überwiegt.
Warum leuchten Tiere?
Tiere leuchten je nach Tierart aus verschiedenen Gründen. Zum Beispiel schmücken sich Papageien mit biofluoreszierendem Gefieder, um Sexualpartner anzulocken. Gleithörnchen leuchten und nehmen damit zur Tarnung die Farbe ihrer Umgebung an oder zur Abschreckung die von jagenden Eulen. Froschlurche leuchten, um besser von ihren Artgenossen gesehen zu werden. Bei Salamandern leuchtet zusätzlich zum Körper auch der gemeinsame Ausgang für Darm, Harn und Geschlechtsorgane (Kloake). Dieser Bereich spielt bei der Balz eine große Rolle.
Amphibien-Augen sind an Dämmerung und Nacht angepasst
Die in der US-Studie untersuchten Amphibien leuchteten unter blauem Licht alle im grünen Farbspektrum, was sie von den Pflanzen in ihrer Umgebung absetzt. Diese leuchten gelb oder rot unter blauem Licht. Welche Funktion das Farbspiel unter kurzwelligem Licht bei Amphibien erfüllt, wissen Forscher noch nicht. Auffällig ist jedoch, dass die Augen der Tiere optimal an blaues Licht angepasst sind und damit auch ans Sehen in der Dämmerung oder in der Nacht, der aktiven Zeit der meisten Amphibien: Die Stäbchenzellen in den Augen der untersuchten Amphibien waren maximal empfindlich gegenüber grünem Licht.
Biolumineszenz - wie schalten Tiere das Licht ein?
Tiere schalten das Licht ein, indem sie Biolumineszenz ausüben. Das ist eine Sonderform der Chemolumineszenz. Dabei nehmen lebende Organismen die Energie von kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung auf und geben die Energie durch chemische Reaktion in einem anderen, langwelligerem Farbspektrum wieder ab. So werden Salamander durch blaues Licht angeregt, grün zu leuchten. Organismen, die ähnliche Augen wie Salamander haben, können dieses Leuchten oder - wenn sie keine Farben sehen - starke Kontraste in der Umwelt wahrnehmen.
Biolumineszenz - Rücken, Finger und Schleim leuchten
Die chemische Reaktion bei der Biolumineszenz von Tieren kann durch Proteine, Pigmente, Stoffwechselprodukte oder Mineralisierung ablaufen. Es können verschiedene Körperteile leuchten, zum Beispiel der Bauch, der Rücken, Zähne, Finger, Schleim oder andere Absonderungen, bei Salamandern auch die Kloake sowie bei Chamäleons verknöcherte Strukturen, wie im Januar 2018 entdeckt wurde.