Wissenschaftler entdecken, warum es in den Tropen so viele bunte Vögel gibt und wie sich diese Farben im Laufe der Zeit verbreiten

Die Farbpalette der Vögel, die Sie aus dem Fenster sehen, hängt davon ab, wo Sie leben. Wenn Sie weit vom Äquator entfernt sind, neigen die meisten Vögel dazu, stumpfe Farben zu haben, aber je näher Sie den Tropen kommen, desto wahrscheinlicher werden Sie immer buntere Federn sehen.

Wissenschaftler fragen sich seit langem, warum es in den Tropen mehr farbenfrohe Vögel gibt als anderswo, und sie fragen sich auch, wie diese farbenfrohen Vögel überhaupt dorthin gelangt sind: ob sich diese bunten Federn in den Tropen entwickelt haben oder ob sie tropisch sind Vögel haben farbenfrohe Vorfahren, die von anderswo in die Region kamen.

In einer in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Natur, Ökologie und EvolutionWissenschaftler haben eine Datenbank mit 9.409 Vögeln erstellt, um die Verteilung der Farben auf der Welt zu untersuchen.

Sie entdeckten, dass die schillernden, bunten Federn von 415 Vogelarten im Baum des Lebens und in den meisten Fällen von außerhalb der Tropen stammten – und dass die Vorfahren aller modernen Vögel wahrscheinlich auch schillernde Federn hatten.

„Seit Jahrzehnten haben Wissenschaftler die Hypothese aufgestellt, dass es in den Tropen hellere und farbenfrohere Vogelarten gibt“, sagt Chad Eliason, Forscher am Field Museum in Chicago und Hauptautor der Studie.

„Wir wollten den Mechanismus finden, der uns helfen würde, diese Trends zu verstehen: wie diese leuchtenden Farben dort auftauchten und wie sie sich im Laufe der Zeit im Stammbaum der Vögel ausbreiteten. »

Tiere produzieren Farben hauptsächlich auf zwei Arten: durch Pigmente und Strukturen. Zellen produzieren Pigmente wie Melanin, die für schwarze und braune Farben verantwortlich sind. Die Strukturfarbe entsteht durch die Art und Weise, wie Licht von verschiedenen Zellstrukturen reflektiert wird. Ein Beispiel für Strukturfarbe ist das Schillern, der Regenbogenschimmer, der sich je nachdem ändert, wie Licht auf ein Objekt trifft.

Tropische Vögel erhalten ihre Farben durch eine Kombination aus leuchtenden Pigmenten und Strukturfarben. Eliasons Arbeit konzentriert sich auf Strukturfarben, daher wollte er dieses Element der Färbung tropischer Vögel erforschen. Er und seine Kollegen durchforsteten Fotos, Videos und sogar wissenschaftliche Illustrationen von 9.409 Vogelarten, der überwiegenden Mehrheit der etwa 10.000 lebenden Vogelarten, die der Wissenschaft bekannt sind. Forscher haben herausgefunden, welche Arten schillernde Federn haben und wo diese Vögel vorkommen.

Anschließend kombinierten die Wissenschaftler ihre Daten zur Vogelfärbung und -verbreitung mit einem bereits vorhandenen, DNA-basierten Stammbaum und zeigten so, wie alle bekannten Vogelarten miteinander verwandt sind. Sie gaben diese Informationen an ein Modellierungssystem weiter, um den Ursprung und die Ausbreitung des Schillerns zu extrapolieren. „Wir haben im Grunde viel Mathe gemacht“, sagt Eliason.

Unter Berücksichtigung der Beziehungen zwischen modernen Arten und ihren Standorten sowie der allgemeinen Muster der Artenbildung und der Entwicklung ihrer Merkmale, wie z. B. Farben, im Laufe der Zeit ermittelte die Modellierungssoftware die wahrscheinlichsten Farben der Vögel, die wir heute sehen: bunt Vögel von außerhalb der Tropen kamen oft vor Millionen von Jahren in die Region und diversifizierten sich dann in immer mehr unterschiedliche Arten. Das Modell enthüllte auch eine Überraschung über den Vorfahren aller modernen Vögel.

Zur Erinnerung: Vögel stellen eine spezielle Gruppe von Dinosauriern dar: Der älteste bekannte Vogel, Archaeopteryx, lebte vor 140 Millionen Jahren. Vor 80 Millionen Jahren entwickelte sich eine Untergruppe von Vögeln namens Neornithes, und diese Gruppe war die einzige Vogelart (und Dinosaurier), die das Massenaussterben vor 66 Millionen Jahren überlebte.

Alle modernen Vögel gehören zur Familie der Neornithes. Das von Eliason und seinen Kollegen entwickelte Modell legt nahe, dass der gemeinsame Vorfahre aller Neornithes vor 80 Millionen Jahren schillernde Federn hatte, die im Stammbaum der Vögel noch immer schimmern.

„Ich war sehr aufgeregt, als ich erfuhr, dass der angestammte Zustand aller Vögel das Schillern ist“, sagt Eliason.

„Wir haben bereits fossile Spuren von schillernden Vögeln und anderen gefiederten Dinosauriern gefunden, indem wir versteinerte Federn und die in diesen Federn erhaltenen pigmentproduzierenden Strukturen untersucht haben. Wir wissen also, dass schillernde Federn bereits in der Kreidezeit existierten. Diese Fossilien stützen die Annahme unseres Modells, dass der Vorfahre aller modernen Vögel ebenfalls schillernd war. »

Die Entdeckung, dass frühe Neornithes wahrscheinlich schillernd waren, könnte wichtige Auswirkungen auf die Paläontologie haben. „Jetzt, da wir wissen, wie man es betrachtet, werden wir wahrscheinlich viel mehr Schillern in Fossilien finden“, sagt Eliason.

Obwohl diese neue Studie Aufschluss darüber gibt, wie sich das Schillern über Millionen von Jahren im Stammbaum der Vögel ausbreitete, bleiben große Fragen offen. „Wir wissen immer noch nicht, warum sich das Schillern überhaupt entwickelt hat“, sagt Eliason.

„Schillernde Federn können von Vögeln verwendet werden, um Partner anzulocken, aber das Schillern ist auch mit anderen Aspekten des Vogellebens verbunden.

„Zum Beispiel ändern Baumschwalben ihre Farbe, wenn sich die Luftfeuchtigkeit ändert, sodass das Schillern mit der Umgebung oder einer anderen physikalischen Eigenschaft der Federn, wie etwa der Wasserbeständigkeit, zusammenhängen könnte. Aber mehr darüber zu erfahren, wie es in den Tropen zu so vielen schillernden Vögeln kam, könnte uns helfen zu verstehen, warum sich das Schillern entwickelte. »