Die Welt mit den Augen von Tieren bestaunen: Farbwahrnehmung
Wie nimmt eine Biene ihre Umwelt wahr? Ein neuartiges Kamerasystem zeigt die Welt aus der Perspektive verschiedener Tiere, indem es ihre Farbwahrnehmungen rekonstruiert.
Die Welt ist bunt. Doch die meisten Tiere sehen die Umwelt anders als wir Menschen. Ein neu entwickeltes Kamerasystem soll nun ermöglichen, die Welt mit den Augen bestimmter Tierarten zu sehen, wie ein Forschungsteam aus Großbritannien und den USA in »PLOS Biology« berichtet.
Farbwahrnehmung bei Tieren
Der Mensch hat verschiedene Sinneszellen in der Netzhaut: Die so genannten Stäbchen ermöglichen uns die Orientierung in der Dämmerung und Nacht und drei verschiedene Zapfen sind für das Sehen von Farben zuständig. Letztere lassen uns in der Regel rote, grüne und blaue Wellenlängen des Lichts erkennen, die sich zu Millionen verschiedener Farben im Spektrum von etwa 380 bis 780 Nanometer Wellenlänge zusammensetzen. Das ist das, was wir Menschen als »sichtbares« Licht bezeichnen. Bei vielen Tieren ist das anders: Während einige auf Hell-Dunkel-Sehen spezialisiert sind oder weniger Rezeptoren haben, die sie etwa nur Grün und Blau wahrnehmen lassen, können sich viele andere sich wiederum an Farben orientieren, die wir Menschen uns nicht einmal vorstellen können. So vermögen etwa Honigbienen und einige Vögel ultraviolettes Licht (UV-Licht) zu sehen, das außerhalb des menschlichen Wahrnehmungsbereichs liegt.
Das neuartige Kamerasystem zur Farbwahrnehmung
Um dieses Sehen für Menschen abbilden zu können, haben Forscher der University of Sussex und der George Mason University in den USA ein neuartiges Aufzeichnungssystem entwickelt, das aus zwei Kameras besteht: aus einer herkömmlichen Kamera, die Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich erfasst, und einer, die für UV-Licht empfindlich ist. Beide sind in einem modularen, 3-D-gedruckten Gehäuse untergebracht und können zusammengenommen hochaufgelöste Videos aufnehmen, die einen großen Bereich des Lichtspektrums abdecken. Die Aufnahmen lassen die Forschenden anschließend durch eine von ihnen entwickelte Software laufen. Das Programm verarbeitet die Videos so, dass sie die Wahrnehmung eines bestimmten Tieres widerspiegeln – basierend auf dem vorhandenen Wissen über die Fotorezeptoren verschiedener Tierarten.
Neue Erkenntnisse dank des Kamerasystems
So konnten laut den Autoren die von Tieren wahrgenommenen Farben mit einer Genauigkeit von mehr als 92 Prozent korrekt dargestellt werden. Die Forschenden gewannen dadurch außerdem neue Erkenntnisse: Sie konnten erstmals zeigen, dass Raupen des Schwarzen Schwalbenschwanzes (Papilio polyxenes) ein Osmaterium besitzen, das UV-reflektierend ist. Diese hornartigen Anhängsel stülpen die Raupen bei Bedrohung aus, um Fressfeinde abzuschrecken.
Bedeutung und Ausblick
Die entwickelte Software ist als Open Source frei verfügbar, sodass künftig Wissenschaftler weltweit die Technologie nutzen und weiter ausbauen können. Die Rekonstruktion der Farben, die Tiere tatsächlich sehen, könnte etwa Verhaltensbiologen helfen, besser zu verstehen, worauf Tiere reagieren und wie sie sich in der Welt um sie herum orientieren. Das entwickelte System könnte herkömmliche Methoden wie die Spektralfotometrie ablösen, die häufig zeitaufwändig sind und keine bewegten Bilder erfassen.
"Tiere treffen oft wichtige Entscheidungen in Bezug auf sich bewegende Ziele wie etwa für das Aufspüren von Beute oder die Bewertung eines potenziellen Partners", ergänzt Daniel Hanley, Hauptautor der Studie von der George Mason University in Virginia, USA, in einer Pressemitteilung. Bisher waren Forscher, die solche dynamischen Verhaltensweisen beobachten wollten, auf die menschliche Perspektive oder unbewegte Aufnahmen beschränkt. Das Kamerasystem ermöglicht nun besondere Einblicke in die tatsächliche Wahrnehmung vieler Insekten, Spinnen, Eidechsen, Schildkröten, Vögel und Säugetiere.
