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Umwelt+Natur

Fischige Tarnkappe für polarisiertes Licht

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Meister der Tarnung: Bodengucker-Makrelen. (Foto: Erich Schlegel)
Bloß nicht auffallen! Um gierigen Blicken zu entgehen, beziehungsweise Opfer nicht zu verscheuchen, tarnen sich viele Tierarten – sie besitzen Farben oder Zeichnungen, die sie mit der Umwelt verschwimmen lassen. Aber wie klappt Tarnung im offenen Meer? Forscher haben nun aufgedeckt, wie sich Fische im polarisierten Licht des freien Meerwassers unsichtbar machen: Durch reflektierende Mikrostrukturen wird ihre Haut zu einem raffinierten Tarnmantel, zeigen Experimente. Das Konzept könnte auch für technische Anwendungen interessant sein, sagen die Forscher.

In einem Riff oder am Meeresgrund ist Verschwinden vergleichsweise einfach: Hier leben Tiere vor einem Hintergrund, an den sie sich äußerlich anpassen können oder sie verstecken sich schlicht in Ritzen und im Sand. Doch im freien Ozean ist das nicht möglich. Lange nahm man an, dass die oft silbrigen Fische hier einfach nur Licht spiegeln, um vor dem schimmernden Hintergrund der Wasserweiten zu verschwimmen. Doch im Meerwasser reicht dieser optische Trick nicht aus, denn hier hat Licht besondere Eigenschaften: Es ist stark polarisiert – die Brechung oder Reflexion durch Wasser verpasst dem Licht bestimmte Schwingungsrichtungen. In diesem polarisierten Licht zeichnen sich viele Formen – so auch die von Fischen – besonders deutlich ab.

Fische sehen die Welt im polarisierten Schimmer

Der Mensch kann ohne technische Hilfsmittel diese Polarisation nicht wahrnehmen. Doch viele Meerestiere sehr wohl: „Fische haben die Fähigkeit entwickelt, Polarisation des Lichts zu sehen. So lag die Vermutung nahe, dass sie auch Strategien entwickelt haben, sich bei polarisiertem Licht zu verstecken“, sagt Molly Cummings von der University of Texas in Austin. Sie und ihre Kollegen sind diesen Fähigkeiten zunächst durch Laboruntersuchungen an sogenannten Bodengucker-Makrelen (Selene vomer) auf die Spur gekommen. Nun haben sie die Tarnfähigkeiten dieser und von vier anderen Fischarten durch Experimente unter natürlichen Bedingungen in den Gewässern der Florida Keys dokumentiert.

Sie fixierten dazu tote Fische auf einer drehbaren Versuchseinheit. So konnten sie die Tiere von verschieden Richtungen und auch bei unterschiedlichen Lichteinfallswinkeln erfassen. Als Vergleichsobjekt für die Reflexionseigenschaften im polarisierten Licht diente ein Spiegel. Für die Aufnahmen benutzten die Forscher eine Unterwasser-Kamera, die polarisiertes Licht sichtbar machen kann. Sie ermöglichte es ihnen letztlich, die Unterwasserwelt und die Versuchstiere wie mit den Augen von Fischen wahrnehmen zu können.

Raffiniertes Naturpatent

Es zeigte sich: Die zwei Test-Fischarten aus dem offenen Ozean – Bodengucker-Makrelen und Großaugen Heringsmakrelen (Selar crumenophthalmus)  – besaßen einen deutlich besseren Tarneffekt im polarisierten Licht als der Spiegel. Diese Eigenschaft war außerdem deutlich besser als bei den beiden anderen Fischarten im Test, bei denen es sich um Riffbewohner handelte. Sie leben in einer Umfeld, in dem polarisiertes Licht eine deutlich geringer Rolle spielt, erklären die Forscher. Am effektivsten war der Tarneffekt bei Bodengucker-Makrele und Grossaugen Heringsmakrele bei Sichtwinkeln, die besonders wichtig für die Tiere sind, berichten die Forscher: Diejenigen aus denen sich meist Räuber nähern oder über welche die Fische selbst ihrer Beute nachstellen.

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Geheimnisvolle Plättchen sorgen für den Effekt

Laboruntersuchungen offenbarten, dass die spektakulären Reflexionseigenschaften gegenüber polarisiertem Licht auf winzigen Plättchen in den Hautzellen der Fische basieren. Durch weitere Untersuchungen wollen die Forsche nun herausfinden, ob die Fische diese Plättchen aktiv verändern können, um spezielle Reflexionseffekte zu erzeugen. Die Tarnstrategie der Fische im polarisierten Unterwasser-Licht ist nicht nur aus biologischer Sicht spannend, betonen die Forscher. Auch technische Anwendungen könnten von den Ergebnissen profitieren. Offenbar hat in diesem Zusammenhang vor allem die US-Marine Interesse an den Möglichkeiten zur Unterwasser-Camouflage bei polarisierten Lichtbedingungen – sie unterstützt die Forschung des Teams der University of Texas.

Originalarbeit der Forscher:

© wissenschaft.de – Martin Vieweg
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