Vögel verfügen über einige der leuchtendsten Farben unter den Landtieren. Die Tropen sind oft für die leuchtendsten Vögel bekannt, aber auch US-Vögel weisen eine breite Palette auffälliger Farbtöne auf.
Aber wie bunt sind unsere Vogelfreunde?
USA TODAY analysierte über 500 Fotos von Vogelarten, die von der Macaulay Library am Cornell Lab of Ornithology bereitgestellt wurden, deren umfangreiche Mediensammlung Forschern dabei hilft, Farbanomalien und seltene Vogelfarben zu identifizieren und zu untersuchen. Die Auswahl der Arten basiert auf Daten von Project FeederWatch, einem bürgerwissenschaftlichen Programm des Cornell Lab, das es Menschen ermöglicht, Sichtungen von Vögeln einzureichen, die sie vor Ort gesehen haben.
Mithilfe eines maschinellen Lernalgorithmus haben wir die dominierende Farbe jedes Vogelfotos bestimmt.
Werfen wir einen Blick auf den amerikanischen Turmfalken, einen der kleinsten und farbenprächtigsten Falken in den USA. Man kann ihn im ganzen Land beobachten, wie er auf der Suche nach Insekten zum Fressen über offene Flächen schwebt. Das Durchlaufen des Fotos durch einen maschinellen Lernalgorithmus führte zu dieser Farbpalette für den Vogel.
Das maschinelle Lernmodell ermittelte, dass die dominierende Farbe dieses Vogels Dunkelgrau ist, was bedeutet, dass diese Farbgruppe die meisten Pixel enthielt. Wir führten dieselbe Analyse für alle 559 Vogelarten durch, was zu einem Regenbogen aus Farben führte, der US-Vögel repräsentiert.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass die dominante Farbe, die wir erhalten, von der Beleuchtung des Fotos, der Jahreszeit, in der es aufgenommen wurde, dem Geschlecht des Vogels und seinem Alter abhängt.
Vogelfarben faszinieren nicht nur den menschlichen Betrachter. Sie dienen auch nützlichen Zwecken, zeigen die allgemeine Umweltqualität an und spielen eine wichtige Rolle für das Überleben und das Balzverhalten eines Vogels.
„Vögel sind Wächter der Umwelt“, sagte Allison Shultz, stellvertretende Kuratorin für Ornithologie am Naturhistorischen Museum des Los Angeles County in Kalifornien.
„Der Künstler in mir hat mich wirklich in die Vogelfarben verliebt“, sagte Shultz, „aber es war der Biologe in mir, der herausgefunden hat, warum sie so wichtig sind und dass es sich tatsächlich lohnt, sie zu studieren.“
Wie bekommen Vögel ihre Farben?
Das Verständnis der Vogelfärbung verbindet Biologie und Physik. Es gibt zwei Hauptwege, auf denen Vögel ihre Farbe erhalten: Pigmentierung und die physische Struktur der Federn – manchmal eine Kombination aus beidem.
Pigmente sind chemische Substanzen in tierischen und pflanzlichen Zellen, die Farbe verleihen, bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbieren und reflektieren.
Vögel nehmen einige Pigmente wie Carotinoide auf, indem sie Früchte, Samen oder Insekten fressen. Carotinoide erzeugen die leuchtenden Rot-, Gelb- und Orangetöne, die man bei Vögeln sieht, und es sind dieselben Pigmente, die Karotten und Kürbissen ihre charakteristische Farbe verleihen.
Vögel erhalten ihr Aussehen auch durch Strukturfarben, die durch die Wechselwirkung von Licht mit den mikroskopischen Strukturen in den Federn entstehen. Winzige Luftblasen in der Feder brechen und streuen das Licht und erzeugen so lebendige Farben, die wir wahrnehmen können.
Stellen Sie sich die Oberfläche einer Seifenblase oder eines regenbogenähnlichen Ölteppichs vor. Diese Phänomene sind zusammen mit den leuchtend blauen Flügeln von Morpho-Schmetterlingen Beispiele für strukturelle Farben, die im Spiel sind.
Der nördliche Kardinal, ein klassischer roter Vogel, hat Pigmente in seinen Federn, die alle außer den roten Wellenlängen absorbieren, die dann zu uns reflektiert werden.
Farben auf Carotinoidbasis werden oft als Indikator für die Qualität eines männlichen Vogels verwendet, sagte Shultz. Hellere Farben werden häufig mit überlegenen Genen, einem stärkeren Immunsystem und einem höheren Fortpflanzungserfolg in Verbindung gebracht.
Dieses als „Roter ist besser“ bekannte Konzept spiegelt die Idee wider, dass hellere Vögel zu besseren Partnern führen, sagte Richard Prum, ein evolutionärer Ornithologe, der an der Yale University lehrt. Prum ist jedoch anderer Meinung und sagt, das Konzept sei ein problematischer Weg, „die Schönheit der Welt in Nutzen umzuwandeln“.
Während mehrere nordamerikanische Vögel ein scheinbar grünes Gefieder aufweisen, sind die in Afrika südlich der Sahara beheimateten Turacos die einzigen Vögel, die wirklich grün sind. Im Gegensatz zu anderen Arten verdanken Turakos ihre Farbe einem kupferbasierten Pigment namens Turacoverdin.
Die Grackle und viele schimmernde Kolibris zeigen ein Schillern, so wie ein Prisma Licht in einen Regenbogen aufspaltet. Ihre schillernden Federn ändern je nach Betrachtungswinkel ihre Farbe, was den Reiz noch verstärkt.
Farben eines Vogels
Während Vogelarten mit unzähligen Farben glänzen, hat ein einzelner Vogel normalerweise selbst mehrere Farben, die unsere Farbpaletten oben nicht erfassen.
Die Farben, die Vögel haben, seien auf evolutionäre Kompromisse und Selektionsdruck zurückzuführen, sagte Prum.
Laut Shultz ist es der stärkste Druck, der die Federn eines Vogels in eine bestimmte Richtung treibt, sei es, um einen Partner zu beeindrucken, sich in die Umgebung einzufügen oder an einem heißen Ort kühl zu bleiben.
Während helle Farben für soziale und sexuelle Signale gut sein können, sind sie nicht so hilfreich, um Raubtieren auszuweichen.
Helle Farbtupfer sind in der Regel Signalfarben, die für soziale Interaktionen verwendet werden. Es kann eine Art zu sagen sein: „Schließe dich meiner Herde an.“ Wir sind Mitglieder derselben Herde“, sagte Prum.
Aus diesem Grund erscheinen diese leuchtenden Flecken oft auf dem Scheitel, der Kehle oder der Brust eines Vogels – Bereiche, die anderen Vögeln zugewandt sind, sagte Shultz. Der Rücken eines Vogels ist normalerweise dunkler und kryptischer, was zur Tarnung beiträgt. Diese als Gegenschatten bezeichnete Anpassung hilft dem Vogel, sich einzumischen und die Aufmerksamkeit nicht auf sich zu ziehen.
Männliche Rubinkönige können beispielsweise bei Erregung eine scharlachrote Krone aufblitzen lassen oder sie bei Bedarf verbergen.
Federn, die Melanin enthalten, seien stärker, sagte Shultz, weshalb Vögel oft dunkle Flügelfedern haben, die ihnen beim Flug helfen.
Ändern sich Farben?
Selbst innerhalb derselben Art kann die Farbe je nach Alter, Jahreszeit und Geschlecht variieren.
Vögel unterliegen der Häutung, dem Prozess, bei dem alte Federn abgeworfen werden und neue wachsen, was zu Farbveränderungen führen kann. Die meisten Vögel erleben eine jährliche Häutung, typischerweise nach der Brutzeit, sagte Shultz, aber Arten wie der amerikanische Stieglitz tauschen ihre Federn zweimal im Jahr aus.
„Wenn man Vögel zu bestimmten Zeiten im Jahr beobachtet, wenn sie sich häuten, sehen sie möglicherweise etwas dürr aus“, sagte Shultz. „Das liegt nur daran, dass ihnen neue Federn wachsen.“
Die Häutung hilft Vögeln dabei, den optimalen Federzustand für den Flug aufrechtzuerhalten, und ermöglicht es ihnen, abgenutzte Federn zu ersetzen und Parasiten zu entfernen, sagte Prum.
Junge Vögel sehen möglicherweise auch anders aus als ihre älteren Artgenossen. Das liegt daran, dass Vögel Zeit brauchen, um die Geschlechtsreife zu signalisieren. Die meisten Singvögel erreichen diesen Zustand nach einem Jahr, aber Weißkopfseeadler können bis zu fünf Jahre brauchen, um das volle erwachsene Gefieder zu erreichen.
Männchen und Weibchen können unterschiedlich aussehen – ein Phänomen, das Sexualdimorphismus genannt wird. Weibchen neigen dazu, eintöniger zu sein, weil sie unterschiedliche ökologische und soziale Verhaltensbedürfnisse haben, obwohl die beiden Geschlechter manchmal identisch aussehen, wie bei Blauhähern zu sehen ist.
Wie sehen Vögel Farben?
So farbenfroh Vögel für das menschliche Auge auch sind, wir sind tatsächlich „farbenblind gegenüber Vögeln“, sagte Prum. Das liegt daran, dass Vögel eine noch größere Farbskala sehen als Menschen.
„Vögel leben in einer viel lebendigeren und farbenfroheren Welt als wir“, sagte Shultz.
Der Mensch hat in seinen Augen drei Arten von Zapfen für rotes, grünes und blaues Licht. Vögel haben einen zusätzlichen Kegeltyp, der es ihnen ermöglicht, ultraviolettes Licht zu sehen.
Vögel sehen nicht nur ein breiteres Farbspektrum, sondern können auch feinere Unterschiede zwischen ihnen erkennen. Das bedeutet, dass Vögel subtile Nuancen in Grüntönen unterscheiden können, die für uns nicht wahrnehmbar sind.
„Jeder fragt mich immer: ‚Könnten Sie Vogelsichtbrillen herstellen?‘“, sagte Shultz. „Und das können wir wirklich nicht, weil unser Gehirn einfach nicht darauf eingestellt ist, diese Art von Informationen neurologisch zu verarbeiten.“
Möchten Sie mehr über die Vögel erfahren, die Sie in dieser Geschichte gesehen haben? Klicken Sie auf eine Farbe, um es herauszufinden.
Mitwirkender: Javier Zarracina
Quellen: National Digital Library des US Fish and Wildlife Service, Getty Images.
Methodik: Fotos wurden manuell ausgewählt, um Bilder von Vögeln in ähnlicher Pose, mit guter Beleuchtung und allgemeiner Qualität zu finden. Der Hintergrund wurde von allen Fotos entfernt und jedes Foto wurde dem K-Means-Algorithmus unterzogen, um die dominante Farbe zu erhalten. K-means unterteilt die Farben eines Vogels in verschiedene Gruppen oder „Cluster“, um die repräsentativsten Farben zu finden. Die Farbe jedes Pixels wird dann dem nächstgelegenen Clusterzentrum zugewiesen. Der Cluster mit den meisten Pixeln wird zur dominanten Farbe.