Kolibris sehen Farben, die wir uns nur vorstellen können

Kleiner Vogel mit grüner Mütze und leuchtend roter Kehle, mit verwischten Flügeln durch ihre schnelle Bewegung.

Männlicher Breitschwanzkolibri. Forscher trainierten Vögel wie diese, um Experimente durchzuführen, die zeigten, dass die Vögel für das menschliche Auge unsichtbare Farben sehen. Bild über Noah Whiteman (UC-Berkeley)/Princeton Universität.

Kennen Sie die alte Idee, dass Hunde nur in Grautönen sehen?Studienhaben gezeigt, dass das nicht stimmt. Hunde sehen einige Farben, obwohl ihr Farbsehen keine Welt zeigt, die so reich oder intensiv gefärbt ist wie die Welt, die wir sehen. Jetzt eine neue Studie von Wissenschaftlern,veröffentlichtdiesen Monat impeer-reviewedTagebuchProceedings of the National Academy of Sciences, zeigt, dass unser menschliches Farbsehen nicht mit dem von wilden Kolibris konkurrieren kann. Diese flinken kleinen Vögel nehmen eine Welt wahr, die viel farbenprächtiger ist als unsere, voller visueller Hinweise, die Menschen nie bemerken, durch Farben, die wir uns nicht vorstellen können. Tatsächlich sagte der EvolutionsbiologeMary (Cassie) Stoddardin Princeton:

Der Mensch ist im Vergleich zu Vögeln und vielen anderen Tieren farbenblind.

Kolibri mit magentafarbenem Hals, der sich von einer stacheligen orangefarbenen Blume ernährt.

Für andere Kolibris erscheinen die magentafarbenen Kehlfedern dieses Männchens wahrscheinlich als eine ultraviolette + violette Kombinationsfarbe. Bild über David Inouye (U. of Maryland-College Park)/Princeton Universität.

Wenn es um das Farbsehen geht, können Sie denKegelzellenin demRetinadeines Auges. Der Mensch hat drei Arten von Farbkegeln, die uns empfindlich auf rotes, grünes und blaues Licht machen. Vögel haben einen vierten Farbkegel, der erkennen kannultraviolettes Licht. Die winzigen Kolibris sehen laut der neuen Forschung auch Kombinationsfarben wie Ultraviolett + Grün und Ultraviolett + Rot. Die Kolibris verlassen sich auf ihren erhöhten Farbsinn, um Nahrung zu finden, Gefährten zu blenden, Raubtieren zu entkommen und durch verschiedenes Gelände zu navigieren, sagten diese Wissenschaftler.

Um zu untersuchen, wie Vögel Farben wahrnehmen, untersuchten Stoddard und ihr Forschungsteam das Farbsehen von Vögeln in einer natürlichen Umgebung. Sie arbeiteten bei derRocky Mountain Biologisches Laborin Gothic, Colorado, Ausbildung wilder Breitschwanzkolibris (Selasphorus platycercus) zur Teilnahme an Farbsehexperimenten. Bei den WissenschaftlernStellungnahme, Stoddard erklärte:

Die detailliertesten Wahrnehmungsexperimente an Vögeln werden im Labor durchgeführt, aber wir riskieren, das Gesamtbild zu verpassen, wie Vögel das Farbsehen in ihrem täglichen Leben wirklich nutzen.



Kolibris eignen sich perfekt, um das Farbsehen in freier Wildbahn zu studieren. Diese Zuckerfresser haben sich entwickelt, um auf Blütenfarben zu reagieren, die eine Nektarbelohnung ankündigen, sodass sie Farbassoziationen schnell und mit wenig Training lernen können.

Das Team sagte, es sei besonders interessiert annichtspektralFarbkombinationen, die Farbtöne aus weit voneinander entfernten Teilen des Farbspektrums beinhalten. Im Gegenteil, sie sagten:

… bis hin zu Mischungen benachbarter Farben wie Teal (Blaugrün) oder Gelb (Grün-Rot). Für den Menschen ist Violett das deutlichste Beispiel für eine nichtspektrale Farbe. Technisch gesehen ist Lila nicht im Regenbogen: Es entsteht, wenn unsere blauen (kurzwelligen) und roten (langwelligen) Zapfen stimuliert werden, aber nicht die grünen (mittelwelligen) Zapfen.

Während Menschen nur eine nichtspektrale Farbe haben – Lila – können Vögel theoretisch bis zu fünf sehen: Lila, Ultraviolett+Rot, Ultraviolett+Grün, Ultraviolett+Gelb und Ultraviolett+Lila.

Infografik mit verschiedenen Spektren und einem Diagramm des experimentellen Feeder-Aufbaus, mit Textanmerkungen.

Größer anzeigen. | Infografik des Stoddard Lab/Princeton Universität.

Stoddard und ihre Kollegen entwarfen eine Reihe von Experimenten, um zu testen, ob Kolibris diese nichtspektralen Farben sehen können. Sie führten drei Jahre lang jeden Sommer Experimente im Freien durch, beginnend mit einem Paar kundenspezifischer „Vogelsicht“-LED-Röhren, die so programmiert waren, dass sie eine breite Palette von Farben anzeigen, einschließlich nichtspektraler Farben wie Ultraviolett + Grün. Als nächstes führten sie Experimente auf einer Almwiese durch, die häufig von lokalen Breitschwanzkolibris besucht wurde. Ihre Aussage sagte:

Jeden Morgen standen die Forscher vor Sonnenaufgang auf und stellten zwei Futterautomaten auf: einen mit Zuckerwasser und den anderen mit klarem Wasser. Neben jedem Feeder platzierten sie eine LED-Röhre. Die Röhre neben dem Zuckerwasser strahlte eine Farbe aus, während die neben dem klaren Wasser eine andere Farbe ausstrahlte. Die Forscher vertauschten regelmäßig die Positionen der belohnenden und unbelohnten Röhren, sodass die Vögel nicht einfach den Ort verwenden konnten, um einen süßen Leckerbissen zu lokalisieren. Sie führten auch Kontrollexperimente durch, um sicherzustellen, dass die winzigen Vögel keinen Geruch oder andere versehentliche Hinweise benutzten, um die Belohnung zu finden. Im Laufe mehrerer Stunden lernten wilde Kolibris, die lohnende Farbe zu besuchen. Mit diesem Setup zeichneten die Forscher in einer Reihe von 19 Experimenten über 6.000 Feederbesuche auf.

Die Experimente zeigten, dass Kolibris eine Vielzahl nichtspektraler Farben sehen können, darunter Violett, Ultraviolett+Grün, Ultraviolett+Rot und Ultraviolett+Gelb. Kolibris zum Beispiel können Ultraviolett+Grün leicht von reinem Ultraviolett oder reinem Grün unterscheiden, und sie unterscheiden zwischen zwei verschiedenen Mischungen von ultraviolettem+rotem Licht – eine röter, eine weniger.

Harold Eyster, ein UBC Ph.D. Student und Co-Autor der Studie, kommentierte:

Es war unglaublich zuzusehen. Das ultraviolette + grüne Licht und das grüne Licht sahen für uns identisch aus, aber die Kolibris wählten immer das mit Zuckerwasser verbundene ultraviolette + grüne Licht richtig aus. Unsere Experimente haben es uns ermöglicht, einen kleinen Einblick in die Welt eines Kolibri zu bekommen.

Obwohl Kolibris nichtspektrale Farben wahrnehmen können, kann es schwierig sein, zu schätzen, wie diese Farben für Vögel erscheinen, sagten die Wissenschaftler. Ben Hogan, Postdoktorand in Princeton und Co-Autor der Studie, kommentierte:

Es ist unmöglich zu wissen, wie die Vögel diese Farben wahrnehmen. Ist Ultraviolett+Rot eine Mischung dieser Farben oder eine ganz neue Farbe? Wir können nur spekulieren.

Stoddard fügte hinzu:

Sich eine zusätzliche Dimension des Farbsehens vorzustellen – das ist der Reiz und die Herausforderung, die Funktionsweise der Vogelwahrnehmung zu untersuchen. Glücklicherweise zeigen die Kolibris, dass sie Dinge sehen können, die wir nicht sehen können.

David Inouye, der mit der University of Maryland und dem Zentrum, in dem die Studie stattfand, verbunden ist, fügte hinzu:

Die Farben, die wir in den Wildblumenfeldern an unserem Studienstandort, der Wildblumenhauptstadt von Colorado, sehen, sind für uns atemberaubend, aber stellen Sie sich vor, wie diese Blumen für Vögel mit dieser zusätzlichen sensorischen Dimension aussehen.

Die Wissenschaftler sagten, dass die große Vielfalt an nichtspektralen Farben, die Vögeln zur Verfügung stehen, das Ergebnis ihres alten visuellen Systems mit vier Farbkegeln ist. Stoddard erklärte:

Tetrachromie– mit vier Farbzapfentypen – entwickelte sich in frühen Wirbeltieren. Dieses Farbsehsystem ist die Norm für Vögel, viele Fische und Reptilien, und es existierte mit ziemlicher Sicherheit auch bei Dinosauriern. Wir glauben, dass die Fähigkeit, viele nichtspektrale Farben wahrzunehmen, nicht nur eine Leistung von Kolibris ist, sondern ein weit verbreitetes Merkmal des Farbsehens von Tieren.

Ein Team von vier lächelnden Menschen in einer sonnenbeschienenen Berglandschaft neben einem Straßenschild mit der Aufschrift Gothic mit anderem Text.

Das Forschungsteam untersuchte Kolibris am Rocky Mountain Biological Laboratory in Gothic, Colorado. Der hochgelegene Ort auf einer Höhe von fast 3.000 Metern ist die Heimat vieler Breitschwanzkolibris. Das Forschungsteam umfasste (von links): Prof. Mary „Cassie“ Stoddard; Cole Morokhovich der Klasse von 2020; Harold Eyster, ein Ph.D. Student an der University of British Columbia; und Postdoktorand Ben Hogan. Stoddard, Eyster und Hogan sind Autoren auf demPapiererscheint diese Woche inPNAS. Foto überPrinceton Universität.

Fazit: Eine neue Reihe von Experimenten zeigt, dass wilde Kolibris eine Welt wahrnehmen, die viel farbenprächtiger ist als unsere, voller visueller Hinweise, die Menschen niemals durch Farben wahrnehmen können, die wir uns nicht vorstellen können.

Quelle: Wilde Kolibris unterscheiden nicht-spektrale Farben

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