Warum sind Robins 'Eier blau?

Eierschalenpigmente und Farbmuster verraten viel darüber, wo ein Vogel nistet und welche evolutionären Herausforderungen er hat, bevor er überhaupt schlüpft

von GrrlScientist für Forbes | @GrrlScientist

Robins Ei blau: Eier des amerikanischen Rotkehlchens (Turdus migratorius). Blaugrüne Eierschalenpigmente schützen den Embryo vor Sonnenlicht, das anpassungsfähig sein kann, solange die Lichtverhältnisse niedrig genug sind, um die Eier nicht zu erhitzen. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Steve Willson).

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

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

Die Tarnung durch stumpfe, fleckige Eierschalen ist natürlich der wichtigste Faktor für die Entwicklung von Eierschalenfarben und -mustern, insbesondere für Vögel, die auf oder in Bodennähe nisten.

Die Tarnung erklärt jedoch nicht, warum die Eier anderer Vögel leuchtende, einfarbige Farben wie unge gesprenkeltes Weiß oder intensives Blau und grünliches Blau haben würden - da diese Farben dazu führen können, dass Eier leicht zu erkennen sind, insbesondere wenn sie sich in einem Nest mit offener Tasse befinden. Daher müssen einfache, helle Eierschalenfarben notwendigerweise aus anderen Arten von Evolutionsdruck resultieren als die Tarnung von hungrigen Raubtieren. Die andere allgemein akzeptierte Hypothese ist, dass einfache, nicht gesprenkelte Eier der beste Kompromiss sein könnten, um die Sonnenexposition zu überleben.

David Lahti, Assistenzprofessor für Biologie an der City University of New York, und Dan Ardia, Associate Professor für Biologie am Franklin & Marshall College, haben sich zusammengetan, um die Wechselwirkungen zwischen Eierschalenpigmenten und Sonnenlicht zu klären.

Ihre zentralen Fragen konzentrierten sich darauf, herauszufinden, ob die Eierschalenpigmentierung dem Ei helfen könnte, ein Gleichgewicht zwischen zwei entgegengesetzten und möglicherweise schädlichen Auswirkungen des Sonnenlichts aufrechtzuerhalten: der Übertragung von Licht (einschließlich UV) durch weiße oder helle Eierschalen und der schnellen Überhitzung von Eiern mit dunklere (grünlich-blaue) Muscheln.

Da der Dorfwebvogel Ploceus cucullatus Eier in einer Reihe von Volltonfarben produziert, von Weiß bis zu einem mittelgrünlich-blauen, konnten direkte quantitative Vergleiche für eine Vielzahl von Eierschalenfarben durchgeführt werden, die von dieser Art in einer kontrollierten Lichtumgebung erzeugt wurden.

Die Forscher testeten vier Komponenten der Sonnenlichthypothese:

  1. schädliche ultraviolette (UV) Strahlung kann durch Vogeleierschalen übertragen werden
  2. Infrarotstrahlung (IR) mit natürlichen Intensitäten kann das Innere von Eiern erwärmen
  3. Eine intensivere Eifärbung verringert die Lichtdurchlässigkeit („Pigment als Sonnenschirm“).
  4. Eine intensivere Eifärbung erhöht die Lichtabsorption durch die Eierschale und erwärmt das Eiinnere („dunkler Autoeffekt“).

Die Forscher maßen die drei Schicksale des sichtbaren Lichts, das auf ein Vogelei fällt, und verglichen diese Schicksale für ein weißes Ei mit denen für ein grünlich-blaues Ei und stellten 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 Vogeleierschale fällt, veranschaulichen den Einfluss der Eierschalenfarbe. (doi: 10.1086 / 685780)

Zusätzliche Experimente ergaben, dass die dunkleren (grünlich-blauen) Eierschalen, wie die Forscher vorausgesagt hatten, das Innere des Eies (wo sich dieser kostbare Embryo entwickelt) besser vor Licht schützen, einschließlich gefährlicher, DNA-schädigender UV-Strahlung. Gleichzeitig konnten die Eier durch die dunkleren Pigmente mehr Licht absorbieren und erhitzten sich schneller - und eine Überhitzung kann die Embryonalentwicklung beschleunigen, was dann zu einer Reihe anderer Probleme führt.

In Umgebungen mit mäßigen Lichtverhältnissen, wie z. B. in Wäldern, in denen normalerweise amerikanische Rotkehlchen nisten, entwickeln sich die Eier der Vögel dunkel, um den Embryo vor der Sonne zu schützen, während Nester in helleren Umgebungen wie offenen Parklandschaften, halbtrocken und trocken Regionen begünstigt die Gefahr einer schnellen Überhitzung weiße oder hellere Eierschalen.

Diese Ergebnisse sind nützlich, um die Art der Umgebung vorherzusagen, in der Vögel nisten, können aber auch erklären, warum einige Vogelarten, wie der Dorfwebvogel, Eier mit einer Vielzahl von Farben produzieren, von Weiß bis Dunkelgrünblau.

Quelle:

David C. Lahti und Daniel R. Ardia (2016). Licht auf die Farbe von Vogeleiern werfen: Pigment als Sonnenschirm und der Effekt des dunklen Autos, The American Naturalist, 187 (5): 547–563 | doi: 10.1086 / 685780

Ursprünglich veröffentlicht in Forbes am 25. Juli 2016.