Das Feuerwerk am 4. Juli mag atemberaubend sein, aber die Amerikaner müssen bis dahin kaum auf eine spektakuläre Lichtshow warten: Die Welt ist ständig erleuchtet, von den Tiefen des Meeres bis zum Gras unter Ihren Füßen in stickigen Sommernächten. Die Biolumineszenz, die Erzeugung von lebendigem Licht durch leuchtende Bakterien oder chemische Reaktionen, ist eines der wunderbarsten Naturereignisse. Und es ist überraschend reichlich vorhanden, da es sich allein bei Meeresfischen fast 30-mal entwickelt hat. Aber diese natürlichen Feuerwerke haben etwas Merkwürdiges: Sie scheinen sich zu geschlossenen Farbkategorien entwickelt zu haben, die auch ziemlich patriotisch sind.
Deshalb dominieren Blau, Rot und Gelb tendenziell das Lichtspektrum der natürlichen Welt.
Deep Ocean Blues
Die weiblichen Seeteufel können bis zu acht männliche Seeteufel auf ihrem Körper tragen, von wo sie nur wenig mehr als Hoden haben. (Spider.Dog / Flickr) In mondlosen Nächten in einigen Teilen der Welt schimmert die Meeresoberfläche mit blauen Blüten aus biolumineszierendem Plankton. Die Verbreitung dieses Phänomens nimmt nur mit der Tiefe zu: Über 50 Prozent der Tiefseebewohner leuchten. Tatsächlich liegen rund 80 Prozent der Biolumineszenz unserer Welt unter der Meeresoberfläche, und Tausende von Fisch-, Bakterien-, Algen- und Wurmsorten erleuchten die Winkel und Winkel der Tiefe. Trotz dieser Vielfalt wird die Biolumineszenz des Meeres fast immer in einem Farbton abgestrahlt: Blau. Warum?
Es stellt sich heraus, dass blaues Licht aufgrund seiner Zwischenwellenlänge am weitesten im Wasser wandert. Sichtbares Licht mit langen Wellenlängen (wie Rot) und sehr kurzen Wellenlängen (wie Violett) wird schneller absorbiert und herausgefiltert. Dieses Phänomen ist übrigens auch der Grund, warum der Ozean blau erscheint. Das Leuchten in Aquamarin-Tönen ist daher das effizienteste System, um den Weg zu beleuchten. "Es gab eine gewisse Konvergenz in Bezug auf blaues Licht [in Meeresumgebungen]", sagt Matthew Davis, ein Meeresbiologe an der St. Cloud University.
Mehr als die Hälfte der bekannten biolumineszierenden Fischarten erzeugt ihr eigenes Licht durch interne chemische Reaktionen. Der Rest basiert auf Teamwork zwischen Wirtfischen und einer wimmelnden Population glühender Pächterbakterien, die ein leichtes Organ am Körper des Fisches bewohnen. In letzteren Fällen werden Fische stumpf geboren und müssen zu Sternen werden. Während ihrer Entwicklung laden sie leuchtende Mikroben aus den umliegenden Gewässern in ihren Körper ein, in denen die Bakterien Schutz und Nahrung für die Arbeit mit Licht erhalten.
Dieses lebendige Licht dient verschiedenen Lebewesen zu unterschiedlichen Zwecken. Für manche ist es eine mächtige Jagdwaffe - ein Scheinwerfer, der den Weg für Raubfische frei macht. Für andere ist es ein Leuchtfeuer, das potenziellen Freunden gegenüber Werbung macht.
Der berüchtigte Seeteufel scheint Biolumineszenz für beide zu verwenden. Frauen tragen auffällige blaue Kugeln, die wie Neon-Angelruten über ihren Köpfen baumeln und hell genug sind, um Beute bis zu der doppelten Größe in ihre Zahnhälse zu locken. Aber diese verführerischen Laternen helfen auch unglücklichen Männern, ein Match zu machen. Und während weibliche Seeteufel kaum zu übersehen sind, sind männliche Seeteufel im Vergleich tragisch schwach - in mehrfacher Hinsicht.
Männliche Seeteufel werden mit einem Ziel geboren: einen Partner zu finden. Als solche benötigen sie kein leuchtendes Zubehör - nur einen ausgeprägten Geruchssinn, um weibliche Pheromone zu erkennen, und scharfe Augen, um das artspezifische Leuchten eines potenziellen Partners zu erblicken. Hier ist das blaue Licht von größter Bedeutung: Es ist das beste Interesse der Spezies, dass die Weibchen so hell wie möglich leuchten und das Männchen jede mögliche Ressource in ihre Entdeckung investiert. Als solches hat der männliche Seeteufel kaum einen nennenswerten Verdauungstrakt und keinen Instinkt für die Jagd.
Aber selbst einen strahlend blauen Partner in einem Meer von Dunkelheit zu finden, ist eine entmutigende Aufgabe: Bis zu 99 Prozent der Männer sterben, wenn sie Jungfrauen verhungern lassen. Das mag das kleinere von zwei Übeln sein. Ein erfolgreicher männlicher Seeteufel hat nur wenige Momente zum Feiern: Sobald er seine neue Braut berührt, fesselt er buchstäblich. Sein Körper beginnt sich schnell aufzulösen und sein Fleisch mit ihrem zu verschmelzen, bis sie schließlich eins sind. Am Ende ist vom Männchen nur noch wenig übrig geblieben, bis auf seine Hoden. Ein Weibchen trägt mehr als sechs Männchen auf einmal als permanente Spermasatteltaschen, die es später nach eigenem Ermessen verwenden kann.
Blaues Licht scheint nicht immer etwas zu sein, dem man folgen möchte.
Die Nacht erhellen
Glühwürmchen sprechen in ihren eigenen Lichtsprachen, wobei jede Art einen eigenen Code verwendet. (Mike Lewinski / Wikicommons) Über Wasser, wo viel Licht vorhanden ist, hat die Biolumineszenz nicht den gleichen Wettbewerbsvorteil. Es ist weitaus seltener, dass Kreaturen Energie verbrauchen, um ihr eigenes Licht zu erzeugen, wenn die Umgebung es ihnen bietet. Aus diesem Grund wird angenommen, dass sich die terrestrische Biolumineszenz viel später als die marine entwickelt hat. Wenn Landtiere leuchten, leuchten sie häufig gelb oder grün - und es ist wahrscheinlich, dass sie den Platz der untergehenden Sonne einnehmen, während die Dämmerung die Landschaft verhüllt.
„Natürliche Selektion bevorzugt Signale, die am leichtesten zu erkennen sind - mit dem höchsten Kontrast zur Umgebung“, erklärt Marc Branham, Entomologe an der Universität von Florida.
Am berüchtigsten ist die Glühwürmchen (oder Blitzwanze, je nachdem, wo Sie leben) mit über 2000 Arten, die Sommernächte in gelbgoldgrünen Blitzen erleuchten. Es wird angenommen, dass die Biolumineszenz von Glühwürmchen als Warnung für Raubtiere entstanden ist: Ich mag hübsch aussehen, aber ich schmecke schlecht. Aber im Laufe der Zeit wurden diese Displays für Romantik umfunktioniert. Die primäre Sprache für die Liebe zu Glühwürmchen ist Licht, und Balz ist ein angemessen auffälliger Prozess. Sowohl Männchen als auch Weibchen flackern, und jede Glühwürmchenart hat einen einzigartigen Code entwickelt, der potenziellen Gefährten dabei hilft, den Lärm zu überwinden.
Die Naturforscherin Lynn Faust, Autorin von Leuchtkäfern, Glühwürmchen und Lightning Bugs, arbeitet mit "loopy 5" Leuchtkäfern, die zum Teil wegen ihrer auffälligen Lufttänze Spitznamen tragen. „Sie kombinieren Blitze und Leuchten und Schleifen und wirbeln zu Blitzzügen“, sagt Faust. „Es muss sein, dass die Damen zufrieden sind.“ Laut Faust sind derart komplexe Displays nicht billig: Männer investieren trotz ihrer sehr kurzen Lebensdauer eine enorme Menge an Arbeit und Energie in sie.
Einige Männchen haben jedoch vielleicht einen cleveren Trick entwickelt, um ihre Leistung zu verdoppeln: Sie reflektieren ihre Blitze auf Gewässern, die ihre Bewegungen widerspiegeln, und lassen sie so „super-männlich“ aussehen hat sich entwickelt, um fast ausschließlich um Teiche und Sümpfe zu leben.
Mit Glühwürmchen verstecken sich Bösewichte jedoch unter den Künstlern. Weibliche Photuris versicolor- Glühwürmchen, entsprechend als Femme Fatales bezeichnet , ahmen die leuchtenden Winken anderer Arten nach - aber wenn sich die Männchen dem erwarteten Sex nähern, werden sie stattdessen verschlungen.
Leider haben die meisten Blitzwanzen größere Probleme zu befürchten. Die ständig zunehmende Lichtverschmutzung in städtischen Zentren auf der ganzen Welt verdunkelt die natürliche Biolumineszenz und erschwert es glühenden Kreaturen, zu kommunizieren und sich zu reproduzieren. Faust befürchtet, dass die Biolumineszenz von Insekten in den kommenden Jahren abnehmen könnte.
Das Rotlichtviertel
Entlang der Eisenbahnwürmer sind die Körper gepunktete grüne Linien, die den Eindruck von beleuchteten Fenstern an der Seite eines Zuges erwecken (daher der Name). Aber auf ihren Köpfen zeigen diese "Würmer" rote Ampeln, die heimlich den Weg vor ihnen erhellen. (Aaron Pomerantz / Wikimedia Commons) Rotes Licht ist sowohl bei Meerestieren als auch bei Landtieren relativ selten, da diese längeren Wellenlängen selbst für menschliche Augen zu dunkel sein können. Aber einige Tiere haben diese Tatsache ausgenutzt. In der Tiefsee haben zum Beispiel viele Fische die Fähigkeit verloren, rot zu sehen. Dies wirkt sich positiv auf Arten aus, die nur wenig Nahrung enthalten: Wenn Sie Ihre Schuppen mit Rubinfarben schmücken, müssen Sie einen unsichtbaren Umhang tragen.
Es sei denn, Sie werden von einem Kieferdrachenfisch an der Ampel gejagt. Der Bremslicht-Maulwurf - benannt nach seinem mausefallenartigen Maul, das unansehnlich aushängt, damit es Beute im Ganzen schlucken kann - ist der Meister der Tarnung. Aber sein unheimliches Grinsen ist nicht einmal das einzigartigste Merkmal dieses Tiefsee-Ninja.
Wie viele seiner Nachbarn erzeugt das Bremslicht Losebacke zunächst blaues Licht, in diesem Fall aus kleinen Drüsen unter den Augen. Aber in einer farbenfrohen Wendung ist es möglich, dieses blaue Licht in ein Protein umzuwandeln, das leicht rot leuchtet. Der Reabsorptions- / Reemissionsprozess führt zu einer Art „Schwarzlicht, das ein dankbares totes Plakat aufleuchtet“, so der Biologe Leo Smith, der die Evolution der Biolumineszenz am Biodiversitätsinstitut der Universität von Kansas in Lawrence untersucht.
Im Gegensatz zu den meisten anderen Tiefseefischen ist der Ampelkiefer einer der wenigen Fische, die lange rote Wellenlängen sehen können, indem sie ein Derivat von Chlorophyll produzieren, dem lichtkonvertierenden Pigment, das normalerweise in Pflanzen vorkommt. In einer Welt, in der Rotlicht genauso gut gar kein Licht sein kann, kann das Bremslicht mit dieser ungewöhnlichen Fähigkeit seine Beute unentdeckt verfolgen.
Terrestrische Kreaturen haben eine ähnliche Spielerei aufgegriffen. Eisenbahnwürmer (die eigentlich gar keine Würmer sind, sondern die Larvenform einer Käferart) verwenden ebenfalls rote Scheinwerfer auf ihren Köpfen, um sich über den Waldboden zu schleichen. Wie landgestützte Versionen von Drachenfischen verwenden sie diese private Wellenlänge, um kurzsichtige Beute wie winzige Wilderer in Nachtsichtbrillen zu überfallen.
Also, diesen 5. Juli, wenn Sie Feuerwerk erleben, vergessen Sie nicht, dass die lebenden Lichtshows überall um Sie herum stattfinden. Seien Sie auch dankbar, dass Sie nicht von einem Bremslicht-Kiefer verfolgt werden.
