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Wie Schmetterlinge für Vögel verschwinden

Beutetiere werden nur zur Beute, wenn ein Räuber sie entdeckt. Wie Falter das vermeiden können, hat Dr. Nina Stobbe von der Universität Freiburg in den letzten drei Jahren untersucht. Im Rahmen ihrer Promotion hat sie zum Beispiel gezeigt, dass farbige Flecken auf den Flügeln manchmal „unsichtbar“ machen. Vor allem, wenn sie auf bestimmte Weise angeordnet und beschaffen sind.

Ein Beispiel für Krypsis: Dieses Papiermodell des Birkenspanners verschmilzt förmlich mit dem Muster im Hintergrund. © Dr. Nina Stobbe

Viele Tiere haben im Laufe der Evolution „gelernt“, wie sie Fressfeinde auf Abstand halten können. Einige Monarchfalter zum Beispiel produzieren Gifte und machen auf diese durch grelle Warnfarben aufmerksam. Andere Schmetterlinge nehmen die Farben und Muster ihrer Umgebung an und sind dadurch kaum zu entdecken, wie etwa der an Birkenstämme farblich angepasste Birkenspanner (Biston betularia). Dr. Nina Stobbe von der Universität Freiburg hat sich im Rahmen ihrer Doktorarbeit in der Abteilung für Evolutionsbiologie und Ökologie nicht nur mit der letztgenannten, als Krypsis bezeichneten Strategie beschäftigt. In der Arbeitsgruppe von Privatdozent Dr. Martin Schaefer nahm sie sich vor allem auch einer Tarnmethode an, die bis 2005 ausschließlich von Theoretikern und dem Militär beachtet wurde: der so genannten disruptiven Färbung.

Das Verschwinden der Gestalt

„Das Prinzip der disruptiven Färbung wurde zum ersten Mal um 1900 von Abbott Handerson Thayer theoretisch beschrieben“, erklärt Stobbe. „Im Ersten Weltkrieg färbte die Marine ihre Schiffe dann nach disruptiven Prinzipien als Camouflage-Strategie.“ Die Theorie ist einfach: Ein Vogel etwa entdeckt den Körper eines ruhenden Schmetterlings nur dann, wenn er die Umrisse der Flügel identifizieren kann. Am Flügelrand sitzende Flecken, die einen farblichen Kontrast zum restlichen Flügel haben, unterbrechen die Umrisse. Der Vogel sieht dann nur noch ein zerfranstes Muster, das ganz und gar nicht mehr an Flügel erinnert. Diese Überlegung stammt eigentlich aus der kognitiven Psychologie und baut auf dem Prinzip der geschlossenen Kontur auf, dem zufolge ein Tier oder ein Mensch ein Objekt nur als Einheit erkennen kann, wenn das Objekt durchgehende Umrisse besitzt. Viele Schmetterlinge weisen andersfarbige Flecken am Rand ihrer Flügel auf. „Trotzdem gab es bis auf eine Arbeit vor drei Jahren keine empirischen Untersuchungen zu der Frage, ob und wie disruptive Färbung im Tierreich funktioniert“, sagt Stobbe.

Vier verschiedene Modelle von disruptiv gefärbten Flügeln: Oben das Imitat der Roseneule mit randständigen (links) und innenständigen Flecken (rechts), unten die analogen Negative. © Dr. Nina Stobbe

Dieser Frage ist Stobbe nachgegangen. Sie hängte in den letzten drei Jahren unterschiedlich gefärbte Schmetterlingsattrappen an Baumstämme und führte sogenannte Überlebensanalysen durch: welche Attrappen würden von Vögeln besonders attackiert werden und welche würden verschont bleiben? Einige ihrer Papierfalter waren kryptisch gefärbt und erinnerten an Birkenspanner. Einige andere waren entweder der Roseneule (Thyatira batis) nachempfunden, hatten also rosa Flecken auf ansonsten braungrünen Flügeln, oder stellten das genaue Negativ dar, hatten also braungrüne Flecken auf einem rosa Hintergrund. Bei einigen waren die Flecken auch nicht am Rand, wie bei der echten Roseneule, sondern im Inneren der Flügelfläche. Stobbe wollte prüfen, ob unterschiedliche Farbkonstellationen und Fleckverteilungen auf den Flügeln eine Rolle spielen. Außerdem ging es ihr darum, ob disruptive Färbung auch vor mehreren Hintergründen im typischen Lebensraum eines Falters tarnt. Ihre Attrappen hängte sie deshalb sowohl auf Birken als auch auf moosbewachsenen Eichenstämmen aus.

Allerdings musste sie zunächst noch ein Problem lösen: Die Theorie der disruptiven Tarnfärbung fordert, dass die Flecken und die Flügel sich farblich unterscheiden. Außerdem muss eines von beidem einen Kontrast zum Hintergrund aufweisen. Die von Stobbe verwendeten Farbkombinationen unterschieden sich zwar untereinander und gegenüber den Hintergründen, aber würde das auch für Vögel so sein? Das stellte die Biologin sicher, indem sie alle ihre Attrappen und die Hintergründe mit einem Spektrometer vermaß, das objektive Aussagen über die reflektierten Wellenlängen des Lichts zulässt. Diese Information verrechnete sie mit einem Modell des Vogelauges und bestimmte damit alle Kontraste, wie sie für Vögel zu sehen sind.

Angepasst an jeden Lebensraum?

So sieht es aus, wenn die Roseneule sich auf einer Birke (links) oder auf einem mit Moos bewachsenen Baumstamm niederlässt. © Dr. Nina Stobbe

„Die Experimente bestätigten zum einen, dass disruptive Färbung besser funktioniert, wenn die Flecken am Rand der Flügel sind und nicht im Inneren“, resümiert Stobbe. „Außerdem überlebten das disruptiv gefärbte Roseneulenimitat und sein Negativ auf beiden Hintergründen ganz gut, das kryptische Modell jedoch nur auf Birke.“ Disruptive Färbung ist also eine gute Tarnstrategie, besser sogar noch als Krypsis, denn sie funktioniert bei unterschiedlichen Hintergründen, und ein Falter hält sich schließlich meistens in gemischten Lebensräumen mit den unterschiedlichsten Baum- und Straucharten auf.

Im Rahmen ihrer Promotion beantwortete Stobbe noch andere Fragestellungen rund um die Tarnstrategien von Faltern. Zum Beispiel zeigte sie, dass besonders auffällige Muster auf Flügeln die Aufmerksamkeit von Vögeln ablenken und ihnen so die Beuteerkennung erschweren können. In Zukunft würde die Biologin gerne prüfen, ob Schmetterlinge, die in heterogenen Habitaten wie zum Beispiel Mischwäldern leben, eher dirsuptiv gefärbt sind als andere. Das würde klären, ob disruptive Färbung tatsächlich eine evolutionäre Anpassung an Räuberdruck darstellt. „Das Vorhaben ist allerdings schwierig, weil es bisher keine objektiven Kriterien gibt, anhand derer man einen Schmetterling als disruptiv gefärbt klassifizieren kann“, sagt Stobbe. Wie groß müssen die Flecken sein? Funktionieren alle Farbkombinationen? Vielleicht kann Stobbe solche Fragen in einigen Jahren beantworten.

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