Wie versteckt man sich vor gefräßigen Räubern im Meer, wenn es kein Versteck gibt? Die Bodengucker-Makrelen machen es vor: Sie nutzen das polarisierte Licht unter Wasser so, dass sie für ihre Feinde fast unsichtbar werden.
Stuttgart - Gegen Raubfische haben Bodengucker-Makrelen im offenen Meer anscheinend schlechte Chancen: Verstecke wie hinter den Verästelungen eines Korallenriffs gibt es dort nicht, und die von Biologen Selene vomer genannte Art ist zu langsam, um einem schnellen Feind davonzuschwimmen. Wie die rund 35 Zentimeter langen Fische mit dem großen Kopf den vielen Räubern in den warmen Gewässern vor der nordamerikanischen Atlantikküste bis hinunter zur Karibik trotzdem entkommen, erklären jetzt die Biophysiker Parrish Brady und Molly Cummings von der University of Texas und deren Kollegen im Wissenschaftsmagazin „Science“: Die Bodengucker tarnen sich mit polarisiertem Licht.
Verlassen Lichtwellen die Sonne, schwingen sie normalerweise in völlig unterschiedliche Richtungen. Physiker sprechen dann von unpolarisiertem Licht. Treffen die Strahlen auf die Oberfläche eines Gewässers, ändert sich das, weil vor allem Wellen mit einer bestimmten Schwingungsrichtung in das Wasser eindringen. Unter der Oberfläche ist das Licht daher zumindest teilweise polarisiert. Während Menschen dieses kaum von nicht polarisiertem Licht unterscheiden können, sehen zum Beispiel viele Fischarten solche einheitlichen Schwingungsrichtungen unter Wasser gut.
Das ist zunächst eine schlechte Nachricht für die Bodengucker-Makrelen. Denn ähnlich wie andere Arten haben diese Bewohner des offenen, allerdings nur bis zu 60 Meter tiefen Meeres Mikroplättchen in ihrer Haut, die aus dem Biomolekül Guanin bestehen. Wie ein Spiegel reflektieren diese Teilchen einfallendes Licht. Ein Feind sollte daher statt des Bodenguckers den gespiegelten Hintergrund sehen und die Makrelen wären mit ihrer in menschlichen Augen silbrig glänzenden Haut gut getarnt.
Die Forscher filmten die Fische in drei Meter Wassertiefe
Leider funktioniert dieser Spiegeltrick mit polarisiertem Licht sehr schlecht. So verändert sich die Schwingungsrichtung der Polarisierung mit dem Winkel, unter dem die Strahlen auf der Wasseroberfläche auftreffen. Steht die Sonne also am Mittag hoch am Himmel, schwingt das Licht unter Wasser anders als am Morgen oder Nachmittag, wenn das Licht flacher einfällt. Spiegelt die Haut des Fisches dieses Licht, entspricht die Polarisierungsrichtung kaum dem Licht hinter ihm – und die Tarnung durch die Silberhaut fliegt nicht nur auf, sondern sticht dem Feind sogar ins Auge, sofern dieser die Polarisierung erkennt.
Vermutlich passt sich die Spiegelhaut der Bodengucker-Makrelen den unterschiedlichen Polarisationsrichtungen an, dachten Evolutionsbiologen. Zwar bestätigen Laborexperimente diese Überlegung, Naturwissenschaftler aber wollen diese raffinierte Tarnung auch in der Natur beobachten. Molly Cummings und Parrish Brady filmten daher mit einer Unterwasserkamera für polarisiertes Licht in drei Meter Tiefe die Fische im offenen Meer. Lebt eine Art normalerweise im Riff, sticht ihre Spiegelhaut bei diesem Test sofort ins Auge. Wenn sie sich nicht in den Korallen verstecken könnten, würden diese Tiere rasch im Magen von Raubfischen landen. Ganz anders sehen dagegen Bodengucker und andere Arten in der Polarisationskamera aus: Sie verschwimmen praktisch mit dem Hintergrund. Offensichtlich passen also die Guanin-Plättchen in der Haut die Polarisationsrichtung so an, dass sie weitgehend dem Hintergrundlicht entspricht.
Für eine perfekte Tarnung unter Wasser reicht diese Anpassung aber noch lange nicht, weil die Schwingungsebene des polarisierten Lichtes aus verschiedenen Perspektiven jeweils anders ist. Die Forscher beobachteten die Fische mit ihrer Kamera daher aus verschiedenen Richtungen, aus denen Raubfische angreifen könnten. Besonders gut war die Tarnung genau für die Richtungen, aus denen Feinde meist kommen: Von unten gesehen verschwimmen Bodengucker nahezu perfekt im polarisierten Licht. Als die Forscher dann die Guanin-Plättchen unter dem Mikroskop genauer anschauten, waren diese entlang senkrechter Achsen angeordnet. Damit lenken sie das polarisierte Licht so um, dass es mit der Strahlung verschmilzt, die man beim Blick von unten Richtung Wasseroberfläche sieht. So funktioniert die Tarnung auch im offenen Meer gut.