Warum sind Robins 'Eggs blau?

Eierschalenpigmente und Farbmuster verraten viel darüber, wo ein Vogel nistet und vor welchen evolutionären Herausforderungen er steht, bevor er überhaupt schlüpft

von GrrlScientist für Forbes | @GrrlScientist

Robin´s egg blue: Eier des amerikanischen Rotkehlchens (Turdus migratorius). Blaugrüne Eierschalenpigmente schützen den Embryo vor Sonnenlicht, das anpassungsfähig sein kann, solange das Lichtniveau niedrig genug ist, um die Eier nicht zu erhitzen. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Steve Willson).

Als ich Ornithologie unterrichtete, gab es einige Fragen, die sich meine Schüler während des akademischen Semesters ausnahmslos stellten. Eine war, warum Rotkehlcheneier blau sind.

Sogar Charles Darwin wunderte sich über die evolutionären Gründe, warum die Eierschalen der Vögel eine Farbe von Weiß bis Dunkelgrün-Blau haben. Da dies eine so einfache und naheliegende Frage ist, könnte man meinen, jemand hätte den Grund schon vor langer Zeit herausgefunden. Tatsächlich gibt es eine Reihe von Hypothesen, die die Eierschalenpigmentierung erklären - die am weitesten verbreiteten sind Tarnung oder Schutz vor Sonnenlicht.

Die Tarnung durch matte, gesprenkelte Eierschalen ist natürlich der wichtigste Faktor für die Entwicklung von Eierschalenfarben und -mustern, insbesondere für Vögel, die am Boden oder in Bodennähe nisten.

Die Tarnung erklärt jedoch nicht, warum die Eier anderer Vögel leuchtende, einfarbige Farben haben würden, wie z. B. ungepunktetes Weiß oder intensives Blau und grünliches Blau - da diese Farben das Erkennen von Eiern erleichtern können, insbesondere wenn sie sich in einem Nest mit offenen Bechern befinden. Klare, leuchtende Eierschalenfarben müssen daher notwendigerweise aus verschiedenen Arten von evolutionärem Druck resultieren als die Tarnung durch hungrige Raubtiere. Die andere weithin akzeptierte Hypothese ist, dass unbesprenkelte Eier der beste Kompromiss für das Überleben der Sonnenexposition sein könnten.

Um die Wechselwirkungen zwischen Eierschalenpigmenten und Sonnenlicht zu klären, haben sich David Lahti, Assistenzprofessor für Biologie an der City University of New York, und Dan Ardia, Professor für Biologie am Franklin & Marshall College, zusammengeschlossen, um einen genaueren Blick darauf zu werfen.

Ihre zentralen Fragen betrafen die Frage, ob die Eierschalenpigmentierung dem Ei helfen könnte, ein Gleichgewicht zwischen zwei gegensätzlichen und potenziell schädlichen Wirkungen des Sonnenlichts aufrechtzuerhalten: der Übertragung von Licht (einschließlich UV) durch weiße oder helle Eierschalen und der raschen Überhitzung von Eiern mit dunklere (grünlich-blaue) Schalen.

Da der Dorfwebervogel Ploceus cucullatus Eier in einer Reihe von Volltonfarben von Weiß bis zu einem mittleren Grünblau produziert, war es möglich, eine Vielzahl von Eierschalenfarben, die von dieser Art in einer kontrollierten Lichtumgebung erzeugt wurden, direkt quantitativ zu vergleichen.

Die Forscher testeten vier Komponenten der Sonnenlichthypothese:

  1. Schädliche ultraviolette (UV) Strahlung kann durch Vogeleierschalen übertragen werden
  2. Infrarotstrahlung (IR-Strahlung) mit natürlicher Intensität kann das Innere von Eiern erwärmen
  3. Intensivere Eifärbung verringert die Lichtdurchlässigkeit („Pigment als Sonnenschirm“)
  4. Intensivere Eierfärbung erhöht die Absorption von Licht durch die Eierschale und erwärmt das Innere des Eies („dunkler Autoeffekt“)

Die Forscher maßen die drei Schicksale des sichtbaren Lichts, das auf ein Vogelei auftrat, und verglichen diese Schicksale für ein weißes Ei mit denen für ein grünlich-blaues Ei. Dabei stellten sie fest, dass die Farbe der Eierschale das Reflexionsvermögen (R; linke Spalte) und die Absorption (A) beeinflusste ; mittlere Spalte) und Durchlässigkeit (T; rechte Spalte) des Sonnenlichts (Abbildung 4):

Abbildung 4: Drei Schicksale des sichtbaren Lichts, das auf eine Vogeleischale fällt, veranschaulichen den Einfluss der Eierschalenfarbe. (doi: 10.1086 / 685780)

Zusätzliche Experimente ergaben, dass, wie die Forscher vorausgesagt hatten, die dunkleren (grünlich-blauen) Eierschalen das Innere des Eies (in dem sich dieser wertvolle Embryo entwickelt) besser vor Licht schützen, einschließlich gefährlicher, DNA-schädlicher UV-Strahlung. Gleichzeitig haben die dunkleren Pigmente den Eiern ermöglicht, mehr Licht zu absorbieren und sie dadurch schneller aufzuheizen - und eine Überhitzung kann die Embryonalentwicklung beschleunigen, was dann zu einer Reihe anderer Probleme führt.

In Umgebungen mit gemäßigten Lichtverhältnissen wie Wäldern, in denen normalerweise Rotkehlchen brüten, entwickeln sich Vogeleier zu dunklen Eiern, um den Embryo vor der Sonne zu schützen, wohingegen Nester in helleren Umgebungen wie offenen Parklandschaften, halbtrockenen und trockenen Gebieten entstehen Regionen begünstigt die Gefahr einer schnellen Überhitzung weiße oder hellere Eierschalen.

Diese Ergebnisse sind nützlich, um die Arten von Umgebungen vorherzusagen, in denen Vögel nisten, können aber auch erklären, warum einige Vogelarten, wie der Dorfwebvogel, Eier mit einer Vielzahl von Farben produzieren, von weiß bis dunkelgrünlich-blau.

Quelle:

David C. Lahti und Daniel R. Ardia (2016). Vogeleifarbe: Pigment als Sonnenschirm und dunkler Autoeffekt, The American Naturalist, 187 (5): 547–563 | doi: 10.1086 / 685780

Ursprünglich bei Forbes am 25. Juli 2016 veröffentlicht.