Licht für Paarung und Verteidigung

Der Feuersalamander (Salamandra salamandra) ist biofluoreszierend. Auch Substanzen im Blut und in den Granulardrüsen des Tieres leuchten. Das lässt auf eine systemische Verteilung fluoreszierender Moleküle schließen – eine seltene Eigenschaft, die bislang nur bei Baumfröschen bekannt war.

Herausgefunden hat das ein Forschungsteam des Naturkundemuseums in Barcelona, des Instituts für Evolutionsbiologie des Nationalen Forschungsrates Spaniens, der Universität Pompeu Fabra in Barcelona und des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena.

Die Studie zeigt, dass sich diese Biofluoreszenz vor allem auf den gelben Bauch und die Körperseiten konzentriert. Verantwortlich sind die Hautdrüsen und deren Sekrete, die ihre Leuchtkraft auch noch mehr als 24 Stunden nach ihrer Freisetzung beibehalten. „Es ist faszinierend, dass eine so gut erforschte Art immer noch unbekannten Phänomene in sich birgt. Das zeigt uns, dass selbst gut bekannte Lebewesen Geheimnisse hüten können, die sich erst offenbaren, wenn man sie mit neuen Methoden untersucht“, sagt Bernat Burriel, Forscher am Naturkundemuseum in Barcelona und Erstautor der Studie.

Wenn ultraviolettes Licht, das für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist, auf die Haut der Salamander trifft, wandeln darin enthaltene chemische Substanzen das Licht um und strahlen es im sichtbaren Spektrum wieder ab. Dadurch entsteht eine auffällige Färbung in Grün- und Cyan-Tönen. Das Phänomen wird als Biofluoreszenz bezeichnet und unterscheidet sich von der Biolumineszenz dadurch, dass es von einer externen Lichtquelle abhängt. Biolumineszente Organismen wie Glühwürmchen, erzeugen ihr Licht dagegen eigenständig durch chemische Reaktionen.

Lange Zeit ging man davon aus, dass Biofluoreszenz auf marine Lebensräume beschränkt ist. Neue Entdeckungen haben jedoch gezeigt, dass sie auch in terrestrischen Lebensräumen verbreitet ist. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Biofluoreszenz wichtige Funktionen haben könnte. So könnte sie beispielsweise die Kommunikation zwischen einzelnen Salamandern erleichtern, die Wahl eines Paarungspartners bzw. einer Paarungspartnerin beeinflussen oder Warnsignale verstärken, die sich gegen Feinde richten.

„Die Fluoreszenz erfüllt mehrere Kriterien, die auf eine kommunikative Funktion hindeuten. Sie könnte Salamandern helfen, einander in der Nacht oder in besonders dichten Umgebungen wahrzunehmen, oder als zusätzliches Abwehrsignal dienen“, sagt Martin Kaltenpoth, Leiter der Abteilung Insektensymbiosen am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie und Mitautor der Studie.

Die genaue Funktion der Fluoreszenz bei Feuersalamandern bleibt bislang unklar. Visuell orientierte Tiere mit hoher Lichtempfindlichkeit könnten diese cyan-grüne Fluoreszenz bereits bei sehr geringer Intensität wahrnehmen. Der Mensch kann sie nur mit Hilfe einer UV-Lampe erkennen. In einem Wald bei Nacht stammt das einzige Licht, das den Boden erreicht, auf dem die Salamander leben, von den Sternen und dem Mond. Vollmondlicht enthält mehr UV- und violette Wellenlängen als Tageslicht. Salamander könnten daher ihre Sichtbarkeit gegenüber Artgenossen erhöhen, indem sie ihrer gelben Haut cyan-grüne Flecken hinzufügen. Die natürliche Fluoreszenz der Salamander könnte auch Teil einer Signalstrategie sein. Dabei zeigen Tiere auffällige Warnfarben, um Feinde darauf hinzuweisen, dass sie giftig sind.

Welche chemischen Verbindungen genau für die Biofluoreszenz verantwortlich sind, ist noch unklar. „Wir wissen noch nicht, um welche Verbindung es sich bei dieser Fluoreszenz handelt. Alles deutet darauf hin, dass es sich um ein Molekül handelt, das bei dieser Art bisher unbekannt war. Seine Identifizierung wird entscheidend sein, um seinen Ursprung und seine Funktion zu verstehen“, fügt Salvador Carranza, Forscher am Institut für Evolutionsbiologie der Universität Pompeu Fabra und Mitautor der Studie, hinzu. Das Team ist derzeit dabei, die in Frage kommenden Verbindungen chemisch zu charakterisieren.

Originalpublikation:

Burriel-Carranza et al.

Glandular biofluorescence in fire salamanders (Salamandra salamandra): first evidence and ecological implications.

Royal Society Open Science 13: 251991.

doi.org/10.1098/rsos.251991