Pflanzen tun es, viele Meerestiere, außerdem einige Reptilien und sogar manche Säugetiere: Viele Organismen leuchten nach Bestrahlung mit ultraviolettem Licht in knalligen Farben. So schimmert das Fell des Gleithörnchens nach Anregung rosa, Geckos strahlen blau-grün und auch das Fell des Eisbären schimmert nach UV-Bestrahlung bläulich. Hinter dieser Biofluoreszenz stecken Moleküle, die durch das UV-Licht der Sonne angeregt werden. Die überschüssige Energie geben sie dann in Form von längerwelligem, farbigem Licht wieder ab – sie leuchten. Unklar ist jedoch bei vielen dieser Tierarten, welche biologische Bedeutung die Biofluoreszenz hat. Einer Hypothese zufolge dient das subtile Leuchten der Kommunikation innerhalb der Art oder zwischen den Arten. Denkbar wäre aber auch, dass die Biofluoreszenz bei vielen Spezies keine spezielle Funktion erfüllt, sondern nur ein Nebenprodukt biochemischer Stoffwechselvorgänge darstellt. Aus Mangel an belastbaren Belegen gilt das Leuchten bei vielen Tiergruppen bislang als Merkmal ohne klare Funktion.
Blaugrün fluoreszierendes Rückenmuster
Jetzt haben Zoologen um Stefan Friedrich von den Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns (SNSB) und der Ludwig-Maximilians-Universität München ein Tierbeispiel entdeckt, bei dem die Biofluoreszenz mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit der Kommunikation dient. Im Rahmen einer Forschungsexpedition hatten die Biologen verschiedene Weberknechtarten im Regenwald der peruanischen Amazonasregion untersucht. Dort leben fünf engverwandte Arten von Weberknechten im selben Lebensraum, alle sind dämmerungs- und nachtaktiv. Um diese Spinnentiere aufzuspüren, nutzten Friedrich und sein Team bei ihren nächtlichen Exkursionen UV-Lampen – und entdeckten dabei ein auffällig fluoreszierendes Muster auf dem Rücken der Tiere. Dieses Rückenmuster leuchtet unter ultraviolettem Licht intensiv blau-grün. Mikroskopische Untersuchungen ergaben, dass diese Fluoreszenz von Molekülen in der äußeren Kutikula der Weberknechte erzeugt wird. Direkt unter der Körperoberfläche liegt zusätzlich eine mehrschichtige, spiegelnde Lage aus plättchenförmigen Kristallen. Diese wirkt wie ein natürlicher Reflektor: Einfallendes Licht wird zurückgeworfen, ebenso das entstehende Fluoreszenzlicht. Dadurch wird das Signal verstärkt und besonders intensiv wahrnehmbar.
Doch wozu dient diese Biofluoreszenz bei den Weberknechten? Um dies herauszufinden, untersuchten die Forschenden die Rückenmuster und die Sehfähigkeiten der Weberknechte im Labor genauer. Dies zeigte: Die Biofluoreszenz lässt vor allem das auch bei Tageslicht sichtbare helle Rückenmuster der Tiere aufleuchten. Dieses Muster ist artspezifisch und bildet ein Unterscheidungsmerkmal zwischen den ansonsten in Größe und Färbung sehr ähnlichen Weberknechten. Nach Ansicht der Zoologen könnte das nächtliche Leuchten dieses Rückenmusters ein visuelles Signal darstellen. “Unsere Studie liefert starke Hinweise darauf, dass die Fluoreszenz bei diesen Tieren gezielt dem Zweck dient, artspezifische Merkmale hervorzuheben”, sagt Friedrich. “Wir vermuten, dass hinter der aufwendigen Kombination aus fluoreszierender Oberfläche und spiegelnder Unterschicht eine ganz konkrete biologische Funktion steckt und nicht etwa ein zufälliger Nebeneffekt.” Denn für engverwandte Arten, die denselben Lebensraum und dieselben Aktivitätszeiten teilen, sei eine sichere Unterscheidung zwischen Artgenossen und fremden Arten besonders wichtig – etwa bei der Partnersuche oder zur Vermeidung von Fehlpaarungen.
