Kolibris können Farben wahrnehmen, die das menschliche Auge nicht wahrnehmen kann, dank der Hinzufügung eines zusätzlichen Kegels im Auge des Kolibris, den wir nicht besitzen, zeigt neue Forschung.Die Ergebnisse, die in Experimenten mit wilden Breitschwanz-Kolibris (Selasphorus platycercus) in Colorado gezeigt wurden, legen nahe, dass die Fähigkeit, nicht-spektrale Farben (einschließlich ultravioletter Wellenlängen) zu unterscheiden, eine wichtige Rolle bei Verhaltensweisen wie Paarung, Fütterung und Ausweichen vor Raubtieren spielen könnte.
Im Gegensatz zu Menschen, die drei Arten von farbempfindlichen Zapfenzellen in unseren Augen haben, haben Vögel vier Arten von Zapfenzellen, die ihnen helfen, die Unterschiede zwischen verschiedenen Arten von Farben zu verarbeiten. Mit drei Zapfen können menschliche Augen die sogenannte trichromatische Farbe wahrnehmen, die aus einer neuronalen Mischung aus rotem, grünem und blauem Licht besteht.
Dank dieses Prozesses kann unser Gehirn die nicht-spektrale Farbe Lila wahrnehmen (weil es eine Kombination aus Blau und Rot ist). Aber Tiere mit einem zusätzlichen Kegel können ein noch größeres Farbspektrum sehen, indem sie für mehr Arten von Lichtwellenlängen empfindlich sind – was die Tür zu anderen Arten von Farbkombinationen öffnet, die wir nicht sehen oder sogar sehen können… vorstellen.
„Menschen sind im Vergleich zu Vögeln und vielen anderen Tieren farbenblind“, sagt die Evolutionsbiologin Mary Caswell Stoddard von der Princeton University.
„Ein vierter Farbkegeltyp erweitert nicht nur den Bereich der für Vögel sichtbaren Farben in das UV-Licht, sondern ermöglicht es Vögeln möglicherweise, Kombinationsfarben wie Ultraviolett + Grün und Ultraviolett + Rot wahrzunehmen – aber das war schwer zu testen.“
Es wird angenommen, dass Vögel mit ihrer zusätzlichen Kegelzelle bis zu fünf nicht-spektrale Farben wahrnehmen können, darunter Lila, Ultraviolett + Rot, Ultraviolett + Grün, Ultraviolett + Gelb und Ultraviolett + Lila.
Um dies zu testen, haben Caswell und ihr Team ‚Bird Vision‘ -LED-Röhren so programmiert, dass sie eine Reihe von Farben anzeigen, einschließlich der nicht-spektralen Farben, die Menschen nicht sehen können. Diese Geräte wurden dann neben Wasserspeiern platziert, von denen einige Zuckerwasser (das die Vögel mögen) neben einer Farbe enthielten, während andere klares Wasser neben einer anderen Farbe enthielten.
Sie tauschten dann die Positionen dieser Futtertröge aus und prüften, ob die Vögel anhand der Farbanzeige erkennen konnten, welcher Futtertröge welcher war.
In einer Reihe von randomisierten Experimenten über drei Jahre (mit Tausenden von Fütterungssitzungen), war das Ziel zu sehen, ob die Kolibris eine Vorliebe zeigten, um an den Wasserstationen zu füttern, die die ultravioletten Farbkombinationen anzeigen, was unterstützen würde, dass sie sie sehen konnten, auch wenn Menschen es nicht können.
Wie sich herausstellte, konnten die Tiere leicht zwischen den verschiedenen Arten von nicht-spektralen Farben unterscheiden, um eine süße Belohnung zu erhalten.
„Es war unglaublich zuzusehen“, sagt Studienkoautor und Doktorand Harold Eyster von der University of British Columbia.
„Das ultraviolette + grüne Licht und das grüne Licht sahen für uns identisch aus, aber die Kolibris wählten das ultraviolette + grüne Licht, das mit Zuckerwasser verbunden ist, immer richtig aus. Unsere Experimente ermöglichten es uns, einen kleinen Einblick zu bekommen, wie die Welt für einen Kolibri aussieht.“
Während wir Menschen mit unseren mickrigen menschlichen Augen nicht wirklich verstehen können, wie diese Farbvariationen für die Tiere aussehen, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass es einen erkennbaren Unterschied gibt – was Vögel betrifft – zwischen Ultraviolett, Rot und Ultraviolett + rot, wobei das gleiche für Ultraviolett + Grün, Ultraviolett + Gelb und Ultraviolett + Lila gilt.
Wir können es vielleicht nicht sehen oder verstehen, aber der Kolibri kann es.
In einem weiteren Experiment analysierten die Forscher fast 1.000 verschiedene Arten von Vogelgefieder und fast 2.400 verschiedene Arten von Pflanzen und fanden heraus, dass die Farben von etwa einem Drittel von jedem als nicht-spektrale Farbe wahrgenommen würden – was darauf hindeutet, wie sehr diese visuelle Fähigkeit ihre Interaktionen mit der Welt beeinflussen könnte.
„Diese Ergebnisse stimmen mit der Behauptung überein, dass Vögel Tetrachromaten sind, so dass der Vogelfarbraum eine breite Palette von verhaltens- und ökologisch relevanten Farben darstellt, von denen viele Menschen (oder Trichromaten) sich nicht einmal vorstellen können“, erklären die Forscher in ihrer Arbeit.
„Zu zeigen, dass Vögel eine Vielzahl von nicht-spektralen Farben unterscheiden können, ist ein Schritt vorwärts in unserem Verständnis der Dimensionalität des Vogelsehens.“
Hier gibt es noch viel zu lernen, und die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse, so beeindruckend sie auch sind, keinen Beweis dafür liefern, dass Vögel ein tetrachromatisches visuelles System besitzen.
In Zukunft könnten uns strengere Experimente mit mehr Farben helfen, die Grenzen der Farbwahrnehmung von Vögeln weiter zu testen. Selbst dann wissen wir noch nicht viel darüber, welche neuronalen Mechanismen es den Gehirnen der Tiere ermöglichen, diese Farben wahrzunehmen.
Ganz zu schweigen von, wie die Forscher sagen, der „philosophischeren Frage, wie nicht-spektrale Farben wirklich aussehen“ in den seltsamen Augen von Kolibris.
„Erscheint UV+Grün Vögeln als eine Mischung dieser Farben (analog zu einem von einem Geiger gespielten Doppelstockakkord) oder als eine erhabene neue Farbe (analog zu einem völlig neuen Ton im Gegensatz zu seinen Bestandteilen)? Wir können es nicht sagen „, schreiben die Autoren und stellen fest, dass das Nachdenken über diese unbeantwortete Frage nach unsichtbaren Farben eine rein menschliche Belastung ist.
„Letztendlich ist es für einen Vogel wahrscheinlich nicht wichtig, ob bunte Signale von benachbarten oder nicht benachbarten Zapfentypen erkannt werden: Es ist die Art und Weise, wie diese Farben Informationen über Nahrung, Partner oder Raubtiere liefern.“
Die Ergebnisse werden in PNAS berichtet.