Die lichte Tarnung der Fische

Von Roland Knauer

Wissen
Bodengucker-Makrelen verbergen sich im Licht.
© Erich Schlegel

Im offenen Meer haben Fische kein Versteck. Sie verbergen sich daher im polarisierten Licht vor ihren Feinden.


Berlin. Gegen Raubfische haben Bodengucker-Makrelen im offenen Meer schlechte Chancen: Ohne Korallen gibt es kein Versteck. Zudem ist die von Biologen "Selene vomer" genannte Art zu langsam, um einem schnellen Feind davon zu schwimmen. Wie die 35 Zentimeter langen Fische mit dem großen Kopf den Räubern in den Gewässern vor der US-Atlantik-Küste trotzdem entkommen, erklären die Biophysiker Parrish Brady und Molly Cummings von der University of Texas in Austin: Die Bodengucker tarnen sich nämlich mit polarisiertem Licht, berichten sie imFachmagazin "Science".

Wenn sie die Sonne verlassen, schwingen Lichtwellen normalerweise in unterschiedliche Richtungen. Physiker nennen das "unpolarisiertes Licht". Treffen die Strahlen aber auf die Oberfläche eines Gewässers, ändert sich das, da vor allem Wellen einer bestimmten Schwingungsrichtung in Wasser eindringen. Unter der Oberfläche ist das Licht daher zumindest teilweise "polarisiert".

Während Menschen polarisiertes kaum von nicht-polarisiertem Licht unterscheiden können, erkennen viele Fischarten solch einheitliche Schwingungsrichtungen unter Wasser sehr gut. Genau das ist schlecht für unsere Bodengucker-Makrelen: Ähnlich wie andere Arten haben diese Bewohner des offenen, aber nur bis zu 60 Meter tiefen, Meeres winzige Mikro-Plättchen in ihrer Haut, die aus dem Biomolekül Guanin bestehen. Wie ein Spiegel reflektieren diese Teilchen einfallendes Licht.

Durch die Plättchen sollte ein Feind statt des Bodenguckers den gespiegelten Hintergrund sehen. Somit wären die Makrelen mit ihrer - für menschliche Augen - silbrig glänzenden Haut gut getarnt. Das Problem ist nur, dass der Spiegeltrick nicht besonders gut funktioniert. Denn die Schwingungsrichtung der Polarisierung verändert sich mit dem Winkel, in dem die Strahlen auf die Wasseroberfläche fallen. Steht die Sonne zu Mittag hoch, schwingt das Licht unter Wasser anders als in der Früh oder am Nachmittag, wenn es flacher auffällt. Spiegelt die Fischhaut dieses Licht, ist die Polarisierungsrichtung oft so, dass die Plättchen gar keine Tarnung bieten - eher das Gegenteil. Vielmehr sticht die Makrele dem Feind direkt ins Auge, wenn es ins polarisierte Licht blickt. Derart auffällige Fische würden rasch im Maul von größeren Räubern landen - die Art würde aussterben. Es sei denn, die Spiegelhaut passt sich an die unterschiedlichen Polarisationsrichtungen an.

Haut-Plättchen als Spiegel

Laborexperimente bestätigen diese Überlegung. Cummings und Parrish wollten allerdings die raffinierte Tarnung auch in der Natur beobachten. Sie filmten mit einer Spezial-Unterwasserkamera für polarisiertes Licht rund drei Meter unter der Oberfläche lebende Fische im offenen Meer, wo das Wasser 30 Meter tief ist.

Lebt eine Art normalerweise im Riff, sticht ihre Spiegelhaut bei diesem Test ins Auge: Wenn diese Tiere sich nicht in Korallen verstecken könnten, würden sie rasch gefangen. Anders sehen die Bodengucker in der Polarisationskamera aus: Sie verschwimmen praktisch im Hintergrund. Offenbar passen also die Guanin-Plättchen in der Haut die Polarisationsrichtung so an, dass sie dem Hintergrundlicht entspricht.

Für eine perfekte Tarnung muss aber noch mehr geschehen, weil die Schwingungsebene des polarisierten Lichtes aus verschiedenen Perspektiven anders ist. Die Forscher beobachteten die Fische mit ihrer Kamera aus allen Richtungen, von denen Raubfische angreifen könnten. Besonders gut war die Tarnung für jene Richtungen, aus denen Feinde am öftesten kommen: Von unten gesehen verschwimmen Bodengucker nahezu perfekt im polarisierten Licht. Als die Forscher die Guanin-Plättchen unter dem Mikroskop anschauten, waren diese entlang senkrechter Achsen angeordnet. Somit lenken sie das polarisierte Licht so um, dass es fast exakt mit der Strahlung verschmilzt, die man beim Blick von unten zur Wasseroberfläche sieht. Eine perfekte Tarnung - ganz ohne Versteck.