Leuchtreklame der Meere

Erstmals: 17. Mai 2013 - Erneut: 17. November 2017

Bild eines Kraken
Yeeeiiih!
Bild von Rob. Lizenz: CC BY-ND 2.0.
Bunte Tintenfischbilder - Yeeiihh! Videos von Tarnkappenkraken - Yeeiihh! Ringe, die metallisch schimmern - Yeeiihh! Tintenfische, die wie Fetzenfische aussehen - Yeeiihh!

Aber wie verdammt nochmal machen die Viecher das? Na mit ihren überlegenen Gehirnen! Überlegene Gehirne? Tintenfische sind doch Weichtiere, genau wie Schnecken und Muscheln. Und Schnecken und Muscheln überzeugen nicht unbedingt mit ihrer Geisteskraft.
Bei Schnecken denke ich vor allem an kriechen – ein bisschen fressen – wieder kriechen – dann fressen – schleimen – scheissen und schon wieder fressen. Hört sich ein bisschen nach meinem Wochenende an.
Und Muscheln hängen rum und filtrieren, hängen rum und filtrieren weiter.

Tintenfische dagegen können lernen, indem sie Artgenossen beobachten. Eine Fähigkeit, die bisher nur bei höher entwickelten Organismen wie Säugetieren und Vögeln beobachtet wurde. Manche Forscher*innen glauben, dass Tintenfische eine Form von Ich-Bewusstsein besitzen. 

Doch bevor ich mal wieder abschweife geht es jetzt wirklich darum, wie die Farbe in die Tintenfischhaut kommt. Für die Färbung sind verschiedene Komponenten zuständig.

Bild einer zebragemusterten Sepia
Leucophoren verursachen die weißen Streifen und Punkte. In blauem Licht wären sie bläulich.

Komponente 1: Die Reflektoren

Am schnellsten sind die Leucophoren erklärt. Das sind Zellen, die aussehen, als hätte eine Perlenstickerin Hand angelegt. Eine Zelle trägt bis zu 2000 Perlen die das Licht der Umgebung unverändert reflektieren. In flachem Wasser, wo weißes Licht vorherrscht, sorgen Leucophoren für weiße Flecken. Je tiefer das Wasser, desto blauer das Licht und desto bläulicher die Flecken. Sollte jemand auf die Idee kommen, Tintenfische mit in die Disko zu nehmen, gäbe das abgefahrene Farbeffekte.

Schematische Zeichnung einer Leucophore
Schematische Zeichnung einer Leucophore
Bild von Richard E. Young. Lizenz: CC BY-NC 3.0.
Das Bild wurde von Richard E. Young bearbeitet. Das Original ist aus: Cloney, R. A. and S. L. Brocco. 1983. Chromatophore organs, reflector cells, iridocytes and leucophores in cephalopods. Amer. Zool., 23: 581-592.

KOMPONENTE 2: IRISIERENDE IRIDOPHOREN

Tintenfische zeigen oft schillernde oder metallisch wirkende Farben. Ihr erinnert Euch an die Ringe der Blauringkraken? Genau das meine ich. Für diese Effekte sind die Iridophoren zuständig. In diesen Zellen liegen Stapel aus hauchdünnen Proteinplatten. Wie bei Seifenblasen oder verspiegelten Sonnenbrillen entsteht das Schillern durch DünnSchichtInterferenz.

Hattest Du Dir fast gedacht, was?
Tintenfische können die Lichteffekte dieser Zellen beeinflussen. Hormone sorgen dafür, dass sich die Dicke der Proteinschichten und damit der Effekt ändert.

Foto eines blaugeringelten Kraken
Die irisierenden Ringe sind kaum zu übersehen
Schematische Zeichnung einer Iridophore
Das Innenleben einer Iridophore besteht vor allem aus gestapelten Proteinplättchen.
Bild einer Seifenblase
Auch das Schillern der Seifenblasen entsteht durch Dünnschichtinterferenz

Iridophoren können noch mehr als unser Auge wahrnimmt. Sie können die Polarisation von Licht ändern. Menschen können die Polarisation von Licht nicht wahrnehmen. Für uns sieht polarisiertes Licht genauso aus wie unpolarisiertes Licht. So geht es auch vielen Räubern, die Jagd auf Tintenfische machen. Deshalb, und weil Tintenfische Polarisationsmuster sehr wohl wahrnehmen, vermuten Forscher*innen, dass diese Muster der geheimen Kommunikation dienen. Ob das tatsächlich stimmt, ist schwer zu überprüfen und noch nicht bewiesen.

KOMPONENTE 3: DYNAMISCHE PIXEL

Und jetzt kommt endlich das leistungsfähige Gehirn ins Spiel: es kann einzelne „Pixel“ in der Haut steuern. Die Pixel sind winzige Organe, die Chromatophoren heißen. Sie bestehen im Prinzip aus einem elastischen Farbsäckchen, an dem Muskelzellen befestigt sind. Sind die Muskeln entspannt, ist das Säckchen kugelrund und so klein, das es nicht oder nur als Pünktchen zu sehen ist. Ziehen sich die Muskeln zusammen, dehnen sie das Säckchen, das Pünktchen wächst und wir sehen einen Farbfleck.

Funktionsweise einer Chromatophore
So funzt eine Chromatophore. Zumindest ungefähr.
Schematische Darstellung einer Chromatophore
Im Detail stellt sich die Farbzelle dann doch komplizierter dar.
Bild von Richard E. Young. Lizenz: CC BY-NC 3.0.
Das Bild wurde von Richard E. Young bearbeitet. Das Original ist aus: Cloney, R. A. and E. Florey. 1968. Ultrastructure of cephalopod chromatophore organs. Zeits. für Zellforsch. 89:250-280.

Die meisten Tintenfischarten haben abertausende verschiedenfarbige Pixel. Ihre Farbe hängt von den Pigmenten im elastischen Säckchen ab. Es gibt sie in braun, rot, gelb, orange und schwarz.

Die Muskelzellen, die das Pigmentsäckchen dehnen, werden über Nervenbahnen direkt vom Gehirn gesteuert. Deshalb ändern sich die Farben so schnell und koordiniert.
Im Tintenfischgehirn gibt es eine Repräsentation der Hautoberfläche. Das ist eine Art Landkarte aus Nervenzellen, die dafür zuständig sind, die Körperfärbung zu steuern. 

© Roger Hanlon

Im Video seht ihr die wachsenden und schrumpfenden Pixel. Ihr seht aber auch eine Art metallischen Schimmer, der unter den Farbpunkten liegt. Den kennen wir ja schon. Will ein Tintenfisch nicht sichtbar schillern, vergrößert er seine ChromatophorenPixel und verdeckt damit einfach die darunter liegenden Iridophoren.

Tintenfische mit 3D-Effekten

Jetzt haben wir uns die ganze Zeit nur mit der Veränderung der Farben beschäftigt. Dabei ändert sich bei Tintenfischen nicht nur die Farbe, sondern auch die Struktur der Haut. Blitzschnell glättet sich die Haut, nachdem sie gerade noch von Stacheln übersät schien. Leider kann ich hier nicht mit bunten Erklärungen und informativen Bildern aufwarten. Biolog*innen und Ingenieur*innen sind gerade erst dabei herauszufinden, wie die Tiere es schaffen, die Muskeln so kontrolliert zu steuern. Aber ganz ohne Bilder müsst Ihr natürlich nicht ins Bett.

Variationen einer einzelnen Sepia.
Alle Bilder zeigen das selbe Tier binnen weniger Sekunden.
Hier kräftig gefärbt und fetzig.
Variationen einer einzelnen Sepia.
Alle Bilder zeigen das selbe Tier binnen weniger Sekunden.
Hier glatt und nur leicht errötet.
Variationen einer einzelnen Sepia.
Alle Bilder zeigen das selbe Tier binnen weniger Sekunden.
Hier hell und glatt.
Variationen einer einzelnen Sepia.
Alle Bilder zeigen das selbe Tier binnen weniger Sekunden.
Hier rot und mit expressiven "Augenbrauen".
© Roger Hanlon

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