Die Evolution von UV-Signalen beim Dreistachligen Stichling (Gasterosteus aculeatus L.)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zahlreiche aktuelle Untersuchungen belegen, dass das visuelle System bei Vertretern unterschiedlicher Tiergruppen auch für Strahlung im ultravioletten Wellenlängenbereich (UV-A: 320-400nm) sensitiv ist und dass diese UV-Empfindlichkeit bei inner- und zwischenartlichen Interaktionen genutzt wird. In eigenen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass Dreistachlige Stichlinge (Gasterosteus aculeatus L.) im UV-Bereich reflektierende Körperregionen aufweisen und UV-Kommunikation bei Wahlentscheidungen in verschiedenen Kontexten (wie etwa Partnerwahl beider Geschlechter, Männchen-Männchen Konkurrenz, Schwarmbildung) wichtig sind. In anderen Kontexten (wie etwa Nestortwahl, Beutewahl) werden UV-Signale weniger genutzt. Zudem hat sich, wenn auch nur bei weiblichen Stichlingen, gezeigt, dass UV-Signale kurzfristig während des Reproduktionszyklus variabel sind und sogar innerhalb kürzester Zeit in Reaktion auf ein reproduktiv aktives Männchen verstärkt werden können. Es war allerdings davon auszugehen, dass die Empfindlichkeit für UV-Signale und deren Ausprägung nicht kostenneutral, sondern eine Funktion der vorherrschenden ökologischen Bedingungen und stark von der photischen Umwelt und der Sichtbarkeit von Farbsignalen, und damit Kosten und Nutzen dieser Signale, abhängig sind. Die Versuche an den schottischen Stichlingen haben gezeigt, dass die Ausprägung und der Nutzen von UV und visuellen Signalen in Anpassung an die zwei Gewässertypen in Kontexten wie Schwarm- und Partnerwahl oder Populationsbzw. Habitattypenerkennung teilweise variieren. Die Versuche mit Nachzuchten der Stichlinge lassen noch keine klaren Aussagen zu, ob diese Unterschiede auf genetischen Unterschieden, phänotypischer Plastizität oder einer Kombination beider Faktoren beruhen. Die an Nachzuchten der schottischen Stichlinge durchgeführten Versuche zur geruchlichen Erkennung zeigten, dass olfaktorischen Signalen bei Individuen aus trüben Gewässern eine wichtige Rolle zukommt. Weitere Studien im Kontext einer multimodalen Signalsendung sollten klären, inwieweit olfaktorische und visuelle Signale bei der Erkennung und Diskriminierung von Artgenossen in Populationen aus Gewässern unterschiedlicher Trübung zusammenspielen. Die Ergebnisse der Versuche zur Dynamik von UV-Signalen zeigten, dass die UV-Reflektion des Bauches von Weibchen kontextabhängig variiert wobei interessanterweise auch sehr kurzfristige Veränderungen der Reflektion beobachtet werden konnten. Hier bietet es sich für zukünftige Studien an, dass die an der Ausprägung beteiligten pigmentbasierten und strukturbasierten Farben und deren Interaktion auch auf morphologischer Ebene näher untersucht werden. Novales Flamarique et al. (2013) verglichen die Opsinausprägung bei Stichlingen aus Habitaten unterschiedlicher Lichtbedingungen in British Columbia (Kanada) und fanden, dass phänotopypische Plastizität nur eine untergeordnete Rolle bei der Opsinausprägung spielt. Ein vergleichbarer Ansatz sollte vor dem Hintergrund der Ergebnisse zur Partner- und Schwarmwahl für die hier verwendeten schottischen Populationen verfolgt werden um zu klären in welchem Ausmaß die Ausprägung visueller Pigmente und damit auch die visuelle Wahrnehmung durch genetische und umweltbedingte Faktoren beeinflusst werden. „Verständigung auf Kurzwelle“, 20.06.2006 Bild der Wissenschaft
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2006). No evidence for UV-based nest-site selection in sticklebacks. Front. Zool. 3: 17
Modarressie, R. & Bakker, T. C. M.
- (2006). UV matters in shoaling decisions. Proc. R. Soc. Lond. B 273: 849-854
Modarressie, R., Rick, I. P. & Bakker, T. C. M.
- (2006). UV wavelengths affect female mate choice in three-spined sticklebacks. Anim. Behav. 71: 307-313
Rick, I. P., Modarressie, R. & Bakker, T. C. M.
- (2007). A limited role for ultraviolet radiation when threespine sticklebacks (Gasterosteus aculeatus) prey upon Daphnia. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 64: 1573-1580
Modarressie, R. & Bakker, T. C. M.
- (2008). Color signalling in conspicuous red sticklebacks: do ultraviolet signals surpass others? BMC Evol. Biol. 8: 189
Rick, I. P. & Bakker, T. C. M.
- (2008). Males do not see only red: UV wavelengths and male territorial aggression in the three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus). Naturwissenschaften 95: 631-638
Rick, I. P. & Bakker, T. C. M.
- (2008). UV wavelengths make female three-spined sticklebacks (Gasterosteus aculeatus) more attractive for males. Behav. Ecol. Sociobiol. 62: 439-445
Rick, I. P. & Bakker, T. C. M.
- (2010). Ultraviolet light influences habitat preferences in a fish under predation risk. Evol. Ecol. 24: 25-37
Rick, I. P. & Bakker, T. C. M.
- (2012). Spectral composition and visual foraging in the three-spined stickleback (Gasterosteidae: Gasterosteus aculeatus L.). Biol. J. Linn. Soc. 105: 359-368
Rick, I. P., Bloemker D. & Bakker, T. C. M.
- (2013). Ultraviolet reflection enhances the risk of predation in a vertebrate. Curr. Zool. 59: 151-159
Modarressie, R., Rick, I. P. & Bakker, T. C. M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1093/czoolo/59.2.151)
