Schlangen' geheime Sprache der Ultraviolett-Farbe: Eine verborgene Welt der Raubtierumgehung und Tarnung

13. März 2025

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von University of Michigan

Bei der Untersuchung warum und wie Tiere aussehen, wie sie aussehen, ist Farbe König – zumindest die Farbpalette, die Menschen sehen können. Eine Studie der University of Michigan hat den Farbbereich untersucht, den Menschen nicht sehen können und oft ignorieren: Farben im ultravioletten Bereich. Bei der Untersuchung von Schlangen kategorisierten die Forscher, wie die Tiere Muster aus UV-Farben nutzten und prüften Faktoren, die die Evolution von UV-Farben bei Schlangen begünstigen.

Die Forscher entdeckten, dass UV-Farben weit verbreitet im Schlangenstammbaum vorkommen und dass sie häufig zur Vermeidung von Raubtieren genutzt werden, sagt Studienmitautorin Hayley Crowell, eine Doktorandin am U-M Department of Ecology and Evolutionary Biology.

Die Studie, veröffentlicht in Nature Communications, hebt auch hervor, wie Forscher möglicherweise die Art und Weise ignorieren, wie eine ganze Gruppe von Organismen Farbe verwenden könnte.

„Viele Untersuchungen zu UV-Farben werden in Systemen durchgeführt, die wir traditionell als leuchtend und bunt betrachten, wie Vögel, Blumen und Schmetterlinge. Aber viele dieser Farbforschungen sind wirklich durch die menschliche Wahrnehmung von Farbe voreingenommen“, sagte Crowell.

„Diese Arbeit konzentriert sich hauptsächlich auf Paarungs- oder Fortpflanzungssysteme, wie etwa UV-‚Nektarführer‘ in Blumen, die Insekten zu dem Teil der Blume leiten, der für die Bestäubung notwendig ist. Es gibt jedoch viele Gruppen, wie Schlangen, die nicht unbedingt im Fokus als breit angelegtes farbenreiches Untersuchungssystem stehen.“

Die Studie untersuchte 110 Schlangenarten von Regionen von Colorado bis Peru, von denen viele über visuelle Systeme verfügen, die UV-Farben wahrnehmen können, die Menschen nicht sehen können. Crowell und ihre Kollegen machten Fotos der Schlangen mit einer Kamera mit einem speziellen Objektiv und Lichtfiltern, um zu sehen, welche Art von ultravioletten Farben sie reflektierten. Sie untersuchten keine sichtbare UV-Fluoreszenz mit Schwarzlicht – stattdessen untersuchten sie die echte UV-Farbe, die für Menschen unsichtbar ist.

Dann testeten die Forscher viele Variablen, um zu sehen, welche mit der Präsenz oder Abwesenheit von UV-Farben in verschiedenen Arten korrelierten. Diese Variablen umfassten das Alter und das Geschlecht der Schlangen, in welchem Lebensraum sie lebten, die evolutionäre Geschichte der Arten und wie auffällig die Farbe einer Schlange sie für Raubtiere wie Vögel, Säugetiere und andere Schlangen macht.

Der größte Zusammenhang zwischen UV-Farbe und Schlangen? Die Ökologie der Schlange oder die Beziehung zwischen ihr und der Umgebung, in der sie lebt. Zum Beispiel hatten Baumschlangen – Schlangen, die in Bäumen leben und eher nachtaktiv sind – die meisten UV-Farben. Warum? Crowell vermutet, dass es mit Tarnung zu tun hat.

Vögel, die auch UV-Farben sehen können, sind eine der größten Raubtiere von Schlangen. Baumschlangen bewegen sich nachts, jagen und schlafen tagsüber. Nachts viel UV-Farbe zu haben, ist kein großes Problem. Aber tagsüber könnte es schützen: Blätter, Flechten und Epiphyten – Pflanzen und pflanzenähnliche Organismen, die auf anderen Pflanzen wachsen, wie Farne und Orchideen – können auch viel UV-Licht reflektieren. Ebenso würde UV-Farbe Sie tagsüber verbergen, wenn Vögel nach etwas Essbarem suchen.

Unter den unerwarteten Ergebnissen der Studie war, dass es keine Unterschiede in der UV-Farbe zwischen den Geschlechtern bei Schlangen gab, was die Idee unterstrich, dass die UV-Farbe nicht mit reproduktiven Merkmalen wie der Partnerwahl bei Schlangen zusammenhängt, sagt Studienmitautorin Alison Davis Rabosky, U-M Professorin für Ökologie und Evolutionsbiologie.

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„Weil die Fortpflanzung die Evolution von UV-Farben in so vielen anderen Arten vorantreibt, war das Fehlen von geschlechtsspezifischen Unterschieden bei Schlangen eine Überraschung“, sagte Davis Rabosky. „Aber ich denke nicht, dass Schlangen tatsächlich irgendeine Art von Ausreißern sind, die Farbe 'anders' als andere Tiere verwenden. Ich denke, wir Wissenschaftler haben einfach viele UV-Färbungen bei kryptisch gefärbten Arten übersehen, insbesondere bei Insekten. Sie sind die nächste Grenze.“

Die Feststellung, dass es keinen Unterschied in der UV-Farbe zwischen den Geschlechtern gab, war besonders überraschend, angesichts der engen Verwandtschaft von Schlangen zu Eidechsen, sagte Studienmitautor John David Curlis, U-M Postdoktorand für Ökologie und Evolutionsbiologie.

'Sexuelle Dimorphismus, bei dem Männchen von Weibchen abweichen, ist bei Eidechsen unglaublich häufig, wobei viele Arten durch Männchen charakterisiert sind, die auffällige Farben und große Ornamente zeigen, und Weibchen, die eher unauffällig oder getarnt sind', sagte er. 'Die Tatsache, dass sich die Schlangenfarben zwischen den Geschlechtern nicht unterschieden, könnte darauf hindeuten, dass sexuelle Selektion bei Schlangen eine geringere Rolle bei der Farbentwicklung spielt als bei Eidechsen.' Aber die Ergebnisse sind nicht schwarz-weiß. Crowell sagt, dass eine weitere Gruppe von Schlangen in der Studie, die im 'sichtbaren' Farbspektrum fast identisch aussahen, derselben Art angehören, dasselbe Geschlecht haben und am selben Ort gesammelt wurden. Eine Schlange reflektiert UV-Farbe sehr hell auf ihrem Rücken, und eine reflektiert überhaupt keine. Das Team stellte fest, dass auch wenn zwei Schlangenarten eng verwandt sein können, sie möglicherweise nicht ähnliche Mengen an UV-Farbe haben - tatsächlich waren einige der größten Farbvariationen innerhalb desselben Schlangengenus. Einige der am meisten und am wenigsten UV-reflektierenden Schlangen waren Vipern, und die Forscher stellten fest, dass juvenile Schlangen oft mehr UV-Farbe hatten als erwachsene Schlangen. Allerdings trägt ihre Studie dazu bei, zu verdeutlichen, was es bedeutet, wenn Tiere Farbe nutzen - nicht nur die Farbe, die Menschen sehen können, sondern auch die, die andere Organismen sehen können. 'Ich denke, was an dieser Studie so außergewöhnlich ist, ist, dass wir Muster von UV-Farbe über so viele Arten und Individuen hinweg betrachten konnten', sagte Mitautorin Hannah Weller, Postdoktorandin an der Universität Helsinki. 'Dieser erstaunliche Datensatz half uns wirklich zu verstehen, wie variabel ein Merkmal wie dieses ist, selbst in einer Gruppe, in der wir es nicht erwarten würden.' Die Forscher hoffen, dass ihre Studie mehr Wissenschaftler dazu inspirieren wird, die UV-Färbung bei Organismen zu untersuchen. Weitere Informationen: Hayley L. Crowell et al, Ökologische Treiber der ultravioletten Farbevolution bei Schlangen, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49506-4 Journalinformationen: Nature Communications Bereitgestellt von: Universität von Michigan