Wir haben alle von Tintenfischen und Kraken gehört, die Pigmente verwenden, um mit ihrer Umgebung zu verschmelzen, aber wie wäre es, komplett unsichtbar zu werden? Um tatsächlich durchsichtig zu werden und so zu wirken, als ob man nicht da wäre, muss man entweder Licht ungehindert durch sich hindurchlassen oder Licht um sich herum beugen – so dass keines auf einen Beobachter zurückstrahlt. Es ist eine knifflige Aufgabe, aber einige Tiere haben es fast geschafft.
Glaskrake
Im Meer haben Tiere zwei Möglichkeiten, wenn sie sich verstecken wollen. Kreaturen, die in der Tiefsee in der Nähe des Meeresbodens leben, können sich mit Sand oder Felsen vermischen oder sich in Korallen verstecken. In der Tiefsee ist es ohnehin oft stockdunkel und Raubtiere haben keine Augen, so dass es nicht notwendig ist, unsichtbar zu sein.
Tiere, die nahe der Oberfläche leben und sich verstecken wollen, können schillernde Lichtspiele in einem Prozess erzeugen, der als Biolumineszenz bekannt ist und Raubtiere unten verwirrt, die denken, dass sie auf die Wasseroberfläche treffende Sonnenstrahlen sehen. Tiere, die im Mittelwasser leben, haben jedoch keine dieser Möglichkeiten. Diese Region ist als pelagische Zone bekannt, in der auch die meisten unsichtbaren Tiere leben.
Der einfachste Weg, unsichtbar zu werden, besteht darin, transparent zu sein und das Licht vollständig durch sich hindurch zu lassen. In offenen Ozeanen, in denen es keine Strukturen gibt, hinter denen man sich verstecken kann, ist es eine großartige Möglichkeit, sich aus allen Blickwinkeln zu verstecken. Sie ist sogar so beliebt, dass sich die Transparenz unabhängig voneinander mehrfach bei völlig unverwandten Tieren entwickelt hat.
Ein solches Tier, der Glaskrake (Vitreledonella richardi), ist so benannt, weil er fast vollständig transparent ist. Die gallertartige Kreatur kann bis zu 45 cm groß werden, wenn man die Tentakel mitzählt. Sie lebt weltweit in tropischen und subtropischen Gewässern 300-1000 m unter der Oberfläche und ist für Fressfeinde fast völlig unsichtbar, mit Ausnahme ihres Verdauungssystems, ihrer Sehnerven und ihrer Augen.
Aber was nützt es, den ganzen Körper durchsichtig zu machen, wenn die Augen und Eingeweide noch sichtbar sind? Noch schlimmer ist, dass diese Organe Schatten auf den Meeresboden darunter werfen, wodurch sie für Raubtiere besser sichtbar sind. Die Augen müssen Licht absorbieren, um zu funktionieren, daher können sie nicht durchsichtig sein. Eingeweide verraten ihren Inhalt, so dass sie sichtbar sind, es sei denn, ein Tier ernährt sich von transparentem Material. Der Oktopus und alle anderen durchsichtigen Lebewesen geben sich jedoch große Mühe, diese undurchsichtigen Organe zu verbergen. Der Glaskrake (Vitreledonella richardi) zum Beispiel hat sehr verlängerte Augen, was seine periphere Sicht einschränkt, aber den Schatten, den er nach unten wirft, minimiert – was es unwahrscheinlicher macht, dass er von Raubtieren entdeckt wird, die von unten jagen. Es gibt auch Hinweise darauf, dass er seinen Körper so ausrichtet, dass sein Schatten minimiert wird.
Der Glaskrake ist nicht das einzige durchsichtige Tier, das sich eine raffinierte Methode ausgedacht hat, seine Augen zu tarnen. Viele durchsichtige Weichtiere tarnen ihre Augen mit Spiegeln, da Spiegel im offenen Ozean nur noch mehr Ozean reflektieren und somit unsichtbar sind.
Cranchiidae oder Glastintenfische
Die Familie der Glastintenfische, von denen es etwa 60 Arten gibt, sind fast vollständig durchsichtig. Sie leben, ebenfalls in der pelagischen Region der Weltmeere, zwischen 200 und 1000 m unter dem Meeresspiegel.
Obwohl ihre Körper vollständig durchsichtig sind, sind ihre großen Augen undurchsichtig, was ein Problem darstellt, da Raubtiere, die unter ihnen schwimmen, leicht den Schatten sehen können, den sie werfen. Der Glastintenfisch (Cranchiidae) nutzt jedoch eine clevere Form der Tarnung, um sie zu verstecken. Er verwendet Photophoren – Organe unterhalb seiner Augen – um mit einem Trick, der Gegenlicht genannt wird, Licht zu erzeugen. Dieses Licht sieht dem von oben einfallenden Sonnenlicht sehr ähnlich, so dass der Tintenfisch für Raubtiere, die unter ihm schwimmen, völlig unsichtbar wird. Allerdings könnte das Licht den Tintenfisch für Betrachter, die ihn aus anderen Blickwinkeln betrachten, sehr auffällig machen. Statt einer Tarnkappe könnte das leuchtende Licht wie ein Leuchtfeuer wirken, das Raubtiere anlockt.
Forscher der University of Pennsylvania fanden heraus, dass die Photophoren des Tintenfisches erstaunlicherweise in der Lage sind, die Menge des von ihnen produzierten Lichts an das aus allen Richtungen einfallende Licht anzupassen, wodurch eine Art omnidirektionale Tarnkappe entsteht.
Der Tiefseewurm Tomopteris
Diese Gattung oder Gruppe mariner planktonischer Polychaeten-Würmer ist fast vollständig transparent, was sie für Fressfeinde sehr schwer sichtbar macht. Paradoxerweise können mindestens 11 Arten der Gruppe auch helle Leuchtfarben ausstrahlen. Die meisten Tomopteris-Würmer leuchten blau, aber eine Art, Tomopteris nisseni, kann gelbes Licht erzeugen und ist eines der wenigen Lebewesen auf dem Planeten, das dies kann.
Einige Tomopteris-Würmer können sogar Fressfeinde ablenken, indem sie einen leuchtenden Teil ihres Körpers, Parapodien genannt, freisetzen, der den Fressfeind dazu bringt, den ausgestoßenen Körperteil zu jagen, anstatt den Wurm selbst.
Ein Salpeter
Ein Salpeter ist ein völlig durchsichtiges, tonnenförmiges Lebewesen, das schwimmt und sich gleichzeitig ernährt, indem es Wasser durch seinen gallertartigen Körper pumpt. Sie filtern das Phytoplankton im Wasser heraus und ernähren sich davon. Obwohl sie ein bisschen wie Quallen aussehen, sind sie tatsächlich hochentwickelter und eng mit Fischen und Wirbeltieren verwandt – sie haben ein Herz und Kiemen und können sich sexuell fortpflanzen.
Salpen haben einen faszinierenden Lebenszyklus. Einen Teil davon leben sie allein, doch dann klonen sie sich und bilden lange Stränge und andere Formen von miteinander verbundenen Organismen. Einzelne Salpen synchronisieren ihr Schwimmen, indem sie über elektrische Signale miteinander kommunizieren.
Hyperiiden
Manchmal reicht es nicht aus, durchsichtig zu sein, und die Organismen müssen andere Tricks anwenden, um unsichtbar zu bleiben. Das ist bei den Hyperiiden der Fall, einem kleinen Krebstier, das Ähnlichkeit mit einer Garnele hat. Sie sind in der Lage, sich vor Fressfeinden zu verstecken, indem sie durchsichtig sind. Doch das bringt sie nur bedingt weiter. Eine Glasscheibe ist auch durchsichtig, aber man kann sie trotzdem sehen, wenn man sie anstrahlt, da das Licht zurückgeworfen wird. Dies ist ein besonderes Problem im Meer, da viele Raubtiere Biolumineszenz als Suchscheinwerfer bei der Jagd nach Beute nutzen.
Eine neue Studie legt nahe, dass hinter der Fähigkeit der Hyperiiden, sich zu verstecken, mehr steckt als einfache Transparenz. Es stellt sich heraus, dass sie eine Art Nanotechnologie nutzen, um Licht zu stören und zu verbiegen, was sie tarnt und fast unsichtbar macht. Mit einem Rasterelektronenmikroskop untersuchten die Wissenschaftler sieben Arten von Hyperiiden genau. Sie fanden heraus, dass die Beine einer Art mit winzigen haarähnlichen Ausstülpungen in Nanogröße bedeckt waren.
Der Körper dieser und sechs weiterer Arten war außerdem mit nanogroßen Beulen oder Kugeln bedeckt, die eine Größe von unter 100 Nanometern bis zu etwa 300 Nanometern hatten. Die winzige Größe der Beulen könnte die Lichtstreuung minimieren, und die Wissenschaftler fanden heraus, dass eine Kombination beider Nanostrukturen – der Beulen und der Haare – die Reflexion um das 100-fache reduzieren könnte. Das Seltsame ist, dass die Forscher glauben, dass diese Kugeln tatsächlich Bakterien sein könnten.
Japetella heathi und Onychoteuthis banksii
Der Tintenfisch Japetella heathi und der Oktopus Onychoteuthis banksii haben ebenfalls einen neuartigen Trick in petto, wenn es um Unsichtbarkeit geht – sie können schnell von durchsichtig zu einer rötlich-braunen Farbe wechseln.
Beide leben im Pazifischen Ozean zwischen 600-1000m Tiefe – bekannt als die mesopelagische Zone. Obwohl es sehr hilfreich ist, in der Nähe der Wasseroberfläche unsichtbar zu sein, da diffuses Sonnenlicht von der Oberfläche direkt durch transparentes Gewebe hindurchgeht, wird es plötzlich sehr sichtbar, wenn man etwas, das transparent ist, direkt beleuchtet.
Das passiert leider ziemlich oft in der Tiefsee, wo Raubtiere bei der Jagd lichtemittierende Organe, Photophoren genannt, wie einen Suchscheinwerfer benutzen. Beutetiere in diesen Tiefen sind oft rot oder schwarz, damit sie so wenig blaues Licht wie möglich reflektieren. Japetella heathi, ein Oktopus, und Onychoteuthis banksii, ein Tintenfisch, sind in der Lage, zwischen beidem zu wechseln, aber wie machen sie das? Die Haut beider Arten enthält lichtempfindliche Zellen, sogenannte Chromatophoren. Die Zellen enthalten einen Farbstoff, und wenn sie Licht erkennen, dehnen sie sich sofort aus und geben das Pigment frei.
Meeressaphire
Meeressaphire (Sapphirina) sind ameisengroße Lebewesen, die in warmen tropischen und subtropischen Meeren leben. Sie gehören zu einer Gruppe von Krustentieren, die Copepoden genannt werden. Verschiedene Arten strahlen eine Reihe von brillanten, schillernden Farben aus, von leuchtenden Blautönen bis hin zu Rot- und Goldtönen.
Das Bemerkenswerte an ihnen ist, dass sie in einer Sekunde hell schimmern können und in der nächsten fast zu verschwinden scheinen, und die Art und Weise, wie sie dies tun, ist faszinierend. Ihre Haut- oder Kutikulazellen enthalten winzige Kristallplättchen, die in einem sechseckigen Wabenmuster angeordnet sind. Die Kristalle enthalten Guanin, eine der vier Basen, aus denen die DNA besteht. Die Kristallschichten sind durch eine suppenartige Flüssigkeit, das so genannte Cytosol, voneinander getrennt.
Ein Team von Wissenschaftlern fand heraus, dass die Schichten der Guanin-Kristalle zwar immer exakt gleich dick sind – 70 Nanometer -, die Dicke des Cytosols zwischen den Schichten aber von 50 bis 200 Nanometer variiert. Es ist diese Vielfalt, die die Farbe des Seesaphirs bestimmt. Dickere Schichten des Cytosols führen dazu, dass längere Wellenlängen des Lichts reflektiert werden, was den Copepoden rot oder magentafarben erscheinen lässt.
Die Farbe hängt auch vom Winkel des Lichts ab, das auf sie trifft. Wenn der Winkel immer kleiner wird, wird die Wellenlänge des reflektierten Lichts kürzer und die Farbe violetter. Wenn der Winkel klein genug wird, dann liegt das reflektierte Licht im UV-Spektrum, was bedeutet, dass wir es nicht sehen können und die Seesaphire verschwinden. Die Forscher fanden heraus, dass Licht, das in einem Winkel von 45° auf die Krebse traf, diese tatsächlich unsichtbar werden ließ.
Der Glasflügler
Alle bisher besprochenen transparenten Tiere lebten im Meer, und das hat einen guten Grund. Um transparent zu sein, müssen sie aus einem Stoff bestehen, der Licht weder absorbiert noch reflektiert. Das ist eine schwierige Aufgabe für Pflanzen und Tiere, die an Land leben, weil es einen so großen Unterschied zwischen dem Brechungsindex von lebendem Gewebe und Luft gibt. Der Brechungsindex eines Materials beschreibt, wie schnell sich das Licht durch das Material bewegt. Am schnellsten bewegt sich das Licht im Vakuum, und im Allgemeinen gilt: Je dichter ein Material ist, desto länger braucht das Licht, um es zu durchdringen, und desto größer ist sein Brechungsindex.
Da biologisches Gewebe so viel dicker und dichter ist als Luft, werden die Lichtwellen, wenn sie von der Luft in das Körpergewebe gelangen, langsamer. Dies führt dazu, dass das Licht seine Richtung ändert und gestreut wird, was zu Reflexionen führt, die das Tier sichtbarer machen.
Im Meer ist der Unterschied zwischen dem Brechungsindex von Wasser und biologischem Gewebe geringer, so dass die Transparenz eine leichtere Aufgabe ist, daher gibt es so viele „fast“ unsichtbare Tiere. Ein weiterer Grund, warum man an Land nicht viele durchsichtige Tiere findet, ist, dass Organismen Pigmente wie Melanin benötigen, um sich vor der UV-Strahlung der Sonne zu schützen.
Es gibt jedoch einige Ausnahmen von der Durchsichtigkeitsregel. Eine davon ist der Glasflügler (Greta oto), der in Mittelamerika lebt.
Obwohl nicht sein ganzer Körper durchsichtig ist, erschweren seine durchsichtigen Flügel es Fressfeinden, ihn im Flug zu verfolgen. Um herauszufinden, wie der Schmetterling seine Transparenz erreicht, untersuchten die Wissenschaftler seine Flügel unter einem Elektronenmikroskop. Dabei fanden sie winzige, nanogroße Erhebungen, sogenannte Nanosäulen, die zufällig verstreut waren und unterschiedliche Längen aufwiesen. Es scheint, dass die zufällige Größe und Verteilung der nanoskaligen Strukturen dem Schmetterling helfen, die Reflexionen an seinen Flügeln zu minimieren. Die Nanosäulen stören die auf den Flügel auftreffenden Lichtstrahlen, so dass die meisten direkt hindurchgehen und nicht zurückprallen.
Transparente Molluske
Eine weitere Ausnahme von der Regel ist eine durchscheinende Schnecke (Zospeum tholussum), die in der tiefsten Höhle Kroatiens entdeckt wurde. Wissenschaftler der Goethe-Universität Frankfurt fanden das durchsichtige Weichtier 980 Meter unter der Erde in der Lukina Jama-Trojama-Höhle, in einer Kammer voller Felsen und Sand, durch die ein kleiner Bach fließt.
Die Schnecke gehört zu einer Gattung von Miniatur-Landschnecken, die in dunklen, unterirdischen Höhlen vorkommen und sich nicht von selbst bewegen können. Forscher glauben, dass sie fließendes Wasser aus Bächen nutzen, um sich zu transportieren.
Allerdings ist die Schnecke, obwohl sie durchsichtig ist, immer noch gut sichtbar, was verdeutlicht, wie schwierig es für Landtiere ist, das zu erreichen, was jene im Ozean tun.
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