Der Geisterwels verwandelt sich von glasig in glamourös, wenn weißes Licht durch seinen meist transparenten Körper fällt. Jetzt wissen Wissenschaftler warum.
Das Schillern des Fisches kommt von der Lichtbiegung, wenn es durch mikroskopisch kleine gestreifte Strukturen in den Muskeln des Tieres wandert, berichten Forscher vom 13. März in der Proceedings of the National Academy of Sciences.
Viele Fische mit schillerndem Flair haben winzige Kristalle in ihrer Haut oder Schuppen, die Licht reflektieren (SN: 06.04.21). Aber der Geisterwels (Kryptopterus vitreolus) und anderen durchsichtigen Wasserlebewesen wie Aallarven und Eisfischen fehlen solche Strukturen, um ihren Glanz zu erklären.
Der durchsichtige Körper des Geisterwelses fiel dem Physiker Qibin Zhao auf, als er in einem Aquariengeschäft war. Der etwa 5 Zentimeter lange Süßwasserfisch ist eine beliebte Zierart. „Ich stand vor dem Becken und starrte auf die Fische“, sagt Zhao von der Shanghai Jiao Tong University. „Und dann sah ich das Schillern.“
Um die Farbeigenschaften des Fisches zu untersuchen, untersuchten Zhao und Kollegen den Fisch zunächst unter verschiedenen Lichtbedingungen. Die Forscher stellten fest, dass sein Schillern von Licht herrührt, das durch den Fisch geht, anstatt von ihm reflektiert zu werden. Durch die separate Beleuchtung der Muskeln und der Haut des Tieres mit einem Weißlichtlaser stellte das Team fest, dass die Muskeln den mehrfarbigen Glanz erzeugten.
Anschließend charakterisierten die Forscher die Eigenschaften der Muskeln, indem sie die Streuung der Röntgenstrahlen beim Durchdringen des Gewebes analysierten und sie mit einem Elektronenmikroskop betrachteten. Das Team identifizierte Sarkomere – regelmäßig beabstandete, gebänderte Strukturen mit einer Länge von jeweils etwa 2 Mikrometern, die entlang der Länge der Muskelfasern verlaufen – als Quelle des Schillerns.
Die sich wiederholenden Banden der Sarkomere, die aus Proteinen bestehen, die sich unterschiedlich stark überlappen, beugen weißes Licht so, dass seine verschiedenen Wellenlängen getrennt und verstärkt werden. Die kollektive Beugung des Lichts erzeugt eine Reihe von Farben. Wenn der Fisch seine Muskeln zum Schwimmen zusammenzieht und entspannt, ändern sich die Sarkomere leicht in ihrer Länge, was zu einem wechselnden Regenbogeneffekt führt.
Der Zweck des Schillerns des Geisterwelses ist ein wenig unklar, sagt Heok Hee Ng, ein unabhängiger Ichthyologe in Singapur, der nicht an der neuen Studie beteiligt war. Geisterwelse leben in trübem Wasser und verlassen sich selten auf das Sehen, sagt er. Aber das Schillern könnte ihnen helfen, Bewegungen visuell zu koordinieren, wenn sie in Schulen reisen, oder es könnte ihnen helfen, mit dem schimmernden Wasser zu verschmelzen, um sich vor Landräubern wie einigen Vögeln zu verstecken, fügt er hinzu.
Unabhängig von der Funktion freut sich Ng darauf, Wissenschaftler zu sehen, die die ungewöhnlichen Eigenschaften des Geisterwelses erforschen.
„Fische haben tatsächlich eine ganze Reihe dieser interessanten Strukturen, die ihnen in vielerlei Hinsicht dienen“, sagt er. „Und viele dieser Strukturen sind sehr schlecht untersucht.“