7 Minuten
An einem kühlen Herbstabend wirkt ein Wald für uns oft unscheinbar. Für Rehe jedoch kann das Unterholz mit hellen, verborgenen Zeichen übersät sein. Forschende der University of Georgia fanden heraus, dass die Markierungen, die männliche Weißwedelhirsche hinterlassen – Geweberiebe an Bäumen und Duftkratzer am Boden – ein schwaches Leuchten im ultravioletten Bereich aussenden, das Rehe wahrnehmen können. Diese Entdeckung rückt vertrautes Verhalten als visuelle Signalgebung ebenso in den Fokus wie als olfaktorische Kommunikation.
Feldarbeit, die eine verborgene Sprache enthüllte
Das Team untersuchte ein 337 Hektar großes Studiengebiet namens Whitehall, einen Versuchswald, in dem sich Rehe frei bewegen, und dokumentierte während der Brunft 2024 insgesamt 109 Baumriebspuren und 37 Bodenkratzer. Nachts kehrten die Forschenden mit Ultraviolett-Taschenlampen zurück, die auf 365 nm und 395 nm konzentriert waren – Wellenlängen, die in der Morgendämmerung und Abenddämmerung vorkommen, den dämmerungsaktiven Stunden, in denen Weißwedelhirsche besonders aktiv sind. Mithilfe von Bestrahlungsmessgeräten (Irradiance-Metern) maßen die Wissenschaftler die Lichtmenge, die von jeder Markierung reflektiert oder emittiert wurde, und setzten diese Werte in Relation zur umgebenden Vegetation.
Die Geweberiebe und durch Urin exponierten Kratzer zeigten in diesen UV-Bändern durchgehend höhere Bestrahlungswerte. Anders ausgedrückt: Unter UV-Licht hoben sich diese Signalstellen deutlich vom Hintergrund ab. Dieser Kontrast ist biologisch bedeutsam, weil die Netzhaut von Rehen Zapfen enthält, die auf kurzwelliges und mittelwelliges sichtbares Licht abgestimmt sind; frühere Arbeiten haben gezeigt, dass sie auch nahes UV wahrnehmen können. Ein Signal, das bei 365–395 nm fluoresziert, sollte daher für Rehe während der Dämmerung sichtbar sein, wenn das natürliche Spektrum diese Bänder enthält.
Wodurch leuchten diese Markierungen tatsächlich?
Mehrere Kandidaten könnten das Leuchten erklären. Rehurin enthält Porphyrine und bestimmte Aminosäuren, die bei Bestrahlung mit längerwelligen UV-Bereichen fluoreszieren. Männchen schmieren außerdem Drüsensekrete, die reich an Phenolen und Terpenen sind und optisch aktiv sein können. Wenn Geweihe Rinde oder Vegetation treffen, werden Lignin und andere Pflanzenverbindungen freigelegt, die selbst photolumineszent reagieren können. Die Studie konnte das Leuchten nicht auf eine einzelne chemische Verbindung zurückführen; die Evidenz legt vielmehr nahe, dass eine Kombination aus tierischen Flüssigkeiten und veränderten Pflanzengeweben den visuellen Kontrast erzeugt.
Diese Wechselwirkung – tierisches Verhalten verändert Pflanzentextur und -chemie und verändert so die visuelle Szene – wirft interessante ökologische Fragen auf. Handelt es sich um ein bewusstes Signal, das evolutionär entstanden ist, weil Rehe es sehen können? Oder ist es ein nützlicher Nebeneffekt des Markierverhaltens, den Rehe gelernt haben auszunutzen? Die Forschenden sammelten spektrale Daten, die zeigen, dass Riebe während der Zeit heller werden, in der die männlichen Hormonspiegel und die Markierungsaktivität in der Brunftspause ihren Höhepunkt erreichen. Dennoch sind verhaltensbiologische Experimente nötig, um Ursache und Wirkung eindeutig zu klären.
Technisch betrachtet muss zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz sowie zwischen reiner Reflexion und echter Photolumineszenz unterschieden werden. Fluoreszenz tritt auf, wenn Moleküle Photonen absorbieren und nahezu sofort in einem anderen Wellenlängenbereich wieder emittieren; dieser Prozess ist in der Regel kurzlebig und hängt von der Intensität der anregenden Strahlung ab. Die Messungen im Feld berücksichtigten Beleuchtungsstärke, Winkel der Strahlung und zeitliche Variabilität der Dämmerung, um sicherzustellen, dass die beobachteten Unterschiede nicht allein auf veränderte Betrachtungsbedingungen zurückzuführen sind.
Biologische und ökologische Implikationen
Falls photolumineszente Signalstellen das Verhalten von Rehen beeinflussen, verändert dies unsere Vorstellung von Säugetierkommunikation. Säugetiere werden nicht häufig als Nutzer von Lichtsignalen betrachtet, wie es bei bestimmten Insekten oder Fischen der Fall ist. Hier liegen jedoch Hinweise vor, dass Rehe Informationsflächen schaffen, die nur unter Wellenlängen sichtbar sind, die Menschen selten bewusst wahrnehmen. Jäger, Wildtiermanager und Ökologen benutzen Riebezählungen als Indikator für Populationsdichte und Aktivitätsniveaus; künftig könnten diese Markierungen auch visuelle Informationen tragen, die soziale Interaktionen, Revierbildung oder Partnerwahl beeinflussen.
Es gibt praktische Konsequenzen für Monitoring- und Managementmethoden. Wenn bestimmte Verbindungen die stärksten UV-Signale erzeugen, könnten diese als Marker für Habitatqualität, Stressfaktoren oder Gesundheitszustände dienen. Zudem könnte das Verständnis der Spektren die Feldmethodik verfeinern: die Wahl der Taschenlampenwellenlänge, der Zeitpunkt von Erhebungen während der Dämmerung und die Kalibrierung von Spektralphotometern sind entscheidend, wenn unsichtbare Signale eine Rolle spielen.
Für Wildbiologen bedeutet das konkret: standardisierte Protokolle sollten die spektrale Sensitivität der eingesetzten Geräte und die lokalen Lichtbedingungen berücksichtigen. In Studien, die Populationstrends oder Revierverhalten aus Riebezählungen ableiten, müsste geprüft werden, ob photolumineszente Markierungen selektiv älter oder frischer erscheinen und ob ihr Sichtbarkeitsfenster – abhängig von Regen, UV-Bestrahlung und mikrobieller Zersetzung – die Interpretation von Zähldaten verzerrt.
Außerdem könnte diese Erkenntnis Einfluss auf die Naturschutzplanung haben. Habitatmodellierer und Landschaftsplaner könnten photobiologische Faktoren in Betracht ziehen, etwa wie Waldrandgestaltungen oder Baumarten die Sichtbarkeit von Markierungen modulieren. Arten, die in dichten oder dunklen Habitaten leben, könnten andere Strategien nutzen als solche in offenen Waldlandschaften, sodass photolumineszente Signale zur Nischenbildung beitragen könnten.
Expertinnen- und Experteneinschätzung
„Diese Studie öffnet ein neues Fenster darauf, wie Tiere das elektromagnetische Spektrum nutzen“, sagt Dr. Elena Marquez, eine Ökologin, die nicht an der Studie beteiligt war. „Wir übersehen oft Wellenlängen, die außerhalb der menschlichen Wahrnehmung liegen, obwohl sie für viele Arten Teil des Alltags sind. Der nächste Schritt ist zu testen, ob Rehe ihr Verhalten tatsächlich als Reaktion auf die photolumineszenten Signale ändern.“
Daniel DeRose-Broeckert und Kolleginnen und Kollegen, die die UGA-Studie leiteten, stellen fest, dass ihre Messungen mehrere Kriterien erfüllen, die für ein biologisch relevantes Signal sprechen: Das Leuchten tritt zu verhaltensrelevanten Zeiten auf, es erhöht den Kontrast gegenüber dem Hintergrund und die Emissionen liegen in Wellenlängen, die Rehe wahrnehmen können. Dennoch sind sie vorsichtig: Verhaltensversuche, die beweisen, dass das Leuchten bewusst als Kommunikation eingesetzt wird, wurden bislang nicht durchgeführt.
Die Veröffentlichung in Ecology and Evolution stellt die erste robuste Dokumentation eines mammalischen photolumineszenten Markierungssystems im Feld dar. Sie baut auf mehr als einem Jahrhundert an Laborbeobachtungen zu UV-induzierter Fluoreszenz in Säugetiergeweben auf, überträgt diese Chemie jedoch in eine plausible ökologische Rolle, in der Licht, Geruchsstoffe und physische Abrasion zusammenwirken, um eine Nachricht lesbar zu machen – vorausgesetzt, man verfügt über die passenden Augen.
Wissenschaftlich eröffnet die Studie mehrere Richtungen für vertiefende Forschung: Wie lange bleiben Riebe photolumineszent, und welche Umweltfaktoren beschleunigen das Verblassen? Reagieren weibliche Tiere, etwa zur Auswahl von Paarungspartnern, anders auf die Signale als Männchen? Können Räuber oder Konkurrenzarten dieselben visuellen Hinweise ausnutzen, um Beute oder Rivalen aufzuspüren? Solche Fragen erfordern Versuchsreihen, die kontrollierte Verhaltensassays mit den spektralen Messmethoden dieser Studie kombinieren.
Methodisch sind laborbasierte Analysen von Urin- und Drüsensekreten sowie von freigelegten Pflanzengeweben notwendig, um die genauen Fluorophore (fluoreszierende Moleküle) zu identifizieren. Hochauflösende Spektrometrie, gekoppelt mit chromatographischen Techniken wie HPLC (High-Performance Liquid Chromatography) und Massenspektrometrie, könnte einzelne Verbindungen trennen und quantifizieren, während In-vitro-Tests ihr Fluoreszenzspektrum und ihre Photostabilität bestimmen.
Auf ökologischer Ebene wären Langzeitbeobachtungen sinnvoll, um saisonale Muster, Alterungsprozesse der Markierungen und Unterschiede zwischen Lebensräumen zu erfassen. Experimente mit manipulativen Elementen, etwa künstliche Markierungen mit bekannten Spektren oder das Verdecken bestehender Riebe, würden helfen, direkte Verhaltensantworten zu messen und die Hypothese zu testen, dass Rehe Informationen visuell lesen.
Was wir jetzt mit Gewissheit sagen können, ist Folgendes: Wälder bieten mehr als Geruch und Geräusch – es existiert eine Schicht visueller Informationen, die auf die engen Bänder der Dämmerung abgestimmt ist und die Menschen meist unbemerkt lässt.
Quelle: sciencealert
Kommentar hinterlassen