Warum leuchten manche Tiere in der Nacht?

Biolumineszenz in der Natur

Hast du dich jemals gefragt, warum manche Tiere nachts leuchten? Warum leuchten Mollusken, Fische, Pilze, Säugetiere und verschiedene Lebewesen? Dieses Phänomen kommt bei vielen Vertretern der Natur vor, bei denen, die in Flüssen, Meeren und Ozeanen leben, und bei Waldbewohnern.

Heute sprechen wir über die natürliche Welt, über einige Arten von Bakterien, Einzellern, Fischen, Weichtieren, Pilzen und anderen Lebewesen sowie über Säugetiere. Schlank und stark mit ihren Gliedmaßen, intelligent mit einem Blick, Besitzer von dicken und flauschigen Haaren und schönen Farben auf ihrem Rücken, so eine natürliche Gruppe von Tieren nennen Wissenschaftler – Säugetiere. Tiere dieser Gruppe haben sowohl geistige als auch körperliche Fähigkeiten und Stärke, und sie sind einzigartig mit ihrem brillanten Schimmer in der Dunkelheit. In der tiefen Dunkelheit der Nacht, inmitten eines dichten Fichtenwaldes, können wir den Schatten eines Wolfes, den Schatten eines Fuchses, eines Bären und sogar eines Rehs sehen. Aber tatsächlich ist das Leuchten vor dem Hintergrund des Himmels und des Waldes, das wir bei Säugetieren beobachten, ebenso wie das Leuchten der Augen, nicht nur ein Schatten, Wissenschaftler interpretieren dieses Phänomen und nennen es – Biolumineszenz. Im Schwarzen Meer und im Asowschen Meer können wir im Sommer mitten in der Nacht das magische Leuchten des Wassers beobachten, das durch die Biolumineszenz von einzelligen Tieren im Nachtlicht verursacht wird. Dieses Phänomen lässt Gewässer wie Seen, Meere und Ozeane leuchten, wenn die Oberflächenschicht mit Mikroorganismen wie Noctiluca miliaris gefüllt ist. Das ist tatsächlich ein einzigartiges Phänomen, das wir weiter unten besprechen werden.

Dieses natürliche Schimmern ist faszinierend in seiner Schönheit, seinem unvergleichlichen Glanz und seinem hellen Licht. Das Phänomen der Biolumineszenz wurde bereits im 18. Jahrhundert von Wissenschaftlern entdeckt, aber erst im 20. Jahrhundert wurde dieser geheimnisvolle Mechanismus des Leuchtens und Schimmerns vollständig aufgeklärt. Das Flackern entsteht bei enzymkatalysierten Reaktionen, vor allem bei der Oxidation von Luciferin-Luciferase, das heißt, das Phänomen der Lumineszenz lebender Organismen wird – Biolumineszenz genannt. In der Natur sind solche Reaktionen in den meisten Fällen mit Adenosintriphosphat verbunden. Biolumineszenz entsteht als Ergebnis biologischer enzymatischer Oxidationsprozesse, an denen das Enzym Luciferase beteiligt ist. Sie wird in der Regel durch den Zufluss von Sauerstoff verstärkt, der oft durch die Anwesenheit von Photobakterien entsteht. Die meisten biolumineszenten Organismen strahlen blaues oder grünes Licht aus.

Geschichte und Forschung zur Biolumineszenz

Das Leuchten lebender Organismen in der Dunkelheit und das Schimmern des Meeres bei Nacht wurden schon von antiken Autoren in der Weltgeschichte erwähnt. Plinius der Ältere erwähnt in seinem Werk „Naturgeschichte“ die Lumineszenz von Meeresorganismen. Wenn wir in den Biologiebüchern der Welt blättern, können wir feststellen, dass viele Wissenschaftler das Leuchten des Meeres beschrieben haben. Die Erforschung des Phänomens der Biolumineszenz begann jedoch im Jahr 1668, als der Vertreter der Pneumochemie – Robert Boyle– mit einer von ihm gebauten Vakuumpumpe nachwies, dass das Leuchten in vielen Fällen verschwindet, wenn man den Sauerstoff entfernt. Im Januar 2021 entdeckten Wissenschaftler das Phänomen der Biolumineszenz vor der Küste Neuseelands. Sie beobachteten es beim Laternenhai, dem Südlichen Laternenhai und dem Schwarzspitzenhai. Diese Meeresbewohner leben in Tiefen von 200 bis 1.000 Metern, in die wenig oder kein Sonnenlicht eindringt. Diese Haie gelten als die größten Leuchthaie. Einige werden bis zu 2 Meter lang.

Warum leuchten Tiere?

Tiere leuchten aus verschiedenen Gründen: Es kann dem Überleben und der Kommunikation dienen und es kann auch der Verteidigung dienen. Tiefseekalmare nutzen dieses Licht, um ihr Leben und ihre Grenzen zu schützen. Manche Fische tarnen sich auf diese Weise vor Raubtieren, wie zum Beispiel der Laternenfisch. Der Tiefsee-Anglerfisch nutzt seine „Flimmerrute“, um Beute anzulocken, aber Glühwürmchen nutzen das Licht, um ihre Partnerin anzulocken, wobei die einzigartigen Lichtblitze wie ein Köder wirken, ähnlich wie die Tiersprache und das sanfte Schnurren. Bewohner der Ozeane, und insbesondere solche Quallen – Aequorea victoria, nutzen Licht, um sich in einer Gruppe zu signalisieren, bei Landlebewesen, wie z. B. Pilzen Panellus stripticus, kann das Leuchten Schädlinge anlocken und Insekten abschrecken, und auch dieses Phänomen spart Tieren Energie, da es nicht viele Ressourcen benötigt. Einige Organismen nutzen die Biolumineszenz zur Tarnung, denn sie erzeugen ein Licht, das der Intensität des von oben kommenden Lichts entspricht, sodass sie weniger sichtbar sind. Glühwürmchen, Tiefseefische und wirbellose Tiere sowie Bakterien nutzen dieses Phänomen. Dabei ist zu beachten, dass die Augen von Katzen aufgrund einer speziellen Struktur leuchten, die das Licht reflektiert, aber das ist keine Biolumineszenz.

Augen von Hunden und Katzen in der Dunkelheit

Die Augen von Katzen haben eine komplexe und interessante Struktur, die ihnen hilft, im Dunkeln viel besser zu sehen als Menschen. Sie zeichnen sich durch eine große Hornhaut und eine Pupille aus, die die Fähigkeit hat, sich zu erweitern. Die Netzhaut von Katzen und auch von Hunden hat eine große Anzahl von Stäbchenzellen, die für die Lichtempfindlichkeit verantwortlich sind und dafür sorgen, dass Katzen und Hunde ein hohes Maß an Nachtsicht haben. Hinter der Netzhaut befindet sich eine einzigartige Schicht namens Tapetum lucidum, die wie ein Spiegel funktioniert und das Licht zu den Sehzellen zurückwirft. Das Licht dringt durch die Netzhaut und erhöht die Lichtmenge, die die lichtempfindlichen Zellen erreicht, wodurch das Sehen bei schlechten Lichtverhältnissen verbessert wird. Das Tapetum lucidum ist der Grund, warum die Augen von Katzen und Hunden nachts leuchten und die Menschen glauben, dass diese Tiere im Dunkeln leuchten. Diese Fähigkeit hilft diesen „kleinen Raubtieren“ bei der Jagd im Dunkeln. Wenn das Licht einer Taschenlampe auf die Augen von Katzen und Hunden trifft, wird es vom Tapetum reflektiert und wir sehen Licht aus den Augen kommen.

Dank ihrer lichtempfindlichen Stäbchenzellen können Hunde Menschen, Gegenstände und Bewegungen in der Dunkelheit gut unterscheiden. Es ist ein Mythos, dass die Welt in ihren Augen schwarz-weiß ist. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben bewiesen, dass das nicht stimmt, die Welt erscheint ihnen in Blau- und Gelbtönen. Außerdem vermuten Wissenschaftler, dass Hunde vielleicht auch ultraviolettes Licht sehen können. Tagsüber ist die Sehschärfe von Säugetieren 3-4 Mal niedriger als die des Menschen, und nachts ist sie 3-4 Mal höher als die des Menschen.

Fazit

Alle natürlichen Lebewesen und Tiere leuchten also aufgrund von Phänomenen wie der Biolumineszenz natürlicher Organismen und einer besonderen Struktur in den Augen von Säugetieren – dem Tapetum, das Licht reflektiert und den Tieren hilft, im Dunkeln besser zu sehen und zu funkeln, indem es das ins Auge einfallende Licht verstärkt. Das Leuchten ist das Ergebnis des reflektierten Lichts, nicht des eigenen Leuchtens des Auges.