De wetenschapsredactie zoekt deze zomer antwoord op vragen van lezers. Vandaag: waarom hebben veel dieren felle kleuren, maar zoogdieren niet? Een ronde langs bruine beren, witte hermelijnen en felgekleurde gifkikkers.
De vraag was, zoals de meeste grote vragen, eenvoudig en begrijpelijk: waarom dragen vogels, vissen, reptielen en insecten vaak alle kleuren van de regenboog, maar zoogdieren vrijwel nooit? Of, zoals lezer Wim Schipper uit Sambeek het losjes formuleerde: ‘Waarom zijn er geen zoogdieren met een paarse, blauwe of felgroene vacht, behalve de homo sapiens punkis en enkele dames op leeftijd?’
Aan die laatste twee ondersoorten gaan we ons hier niet wagen, maar de fundamentele kleurverschillen tussen zoogdieren en andere organismen zijn inderdaad opmerkelijk. De natuur zou de natuur niet zijn als daar geen logische, pragmatische en dus evolutionaire verklaring voor bestaat. Want een oerwet van de wildernis bepaalt: op elke weeffout staat de doodstraf. Alleen de logica of het aanpassingsvermogen overleven. Vandaar ook de verschillen.
Over de auteur
Jean-Pierre Geelen is wetenschapsredacteur van de Volkskrant. Hij schrijft over natuur en biodiversiteit.
Richten we de blik eerst op de zoogdieren. Inderdaad: de meeste gaan nogal onopvallend of weinig uitgesproken door het leven. Bruin en beige in alle tinten, zwart, grijs, soms wit: donkere kleuren voeren hier de boventoon. Zie de beer, de jakhals of de bever en de lijst is eindeloos. De verklaring lijkt logisch: zo vallen zij het minste op. De leeuw valt met zijn lichtbruine schutkleur niet op tussen de planten en grassen van de droge savannes. ‘Ons eigen’ konijn, haas of marter evenmin tussen de grauwe polder- en bosgronden.
Met een schutkleur lopen ze minder snel in de gaten van hun natuurlijke vijanden, zoals roofdieren (en de mens). Tegelijk biedt het de rovers onder de zoogdieren een wapen in de strijd die ze zelf voeren: hun schutkleur stelt ze in staat prooidieren te besluipen of in de val te lokken zonder dat de prooi hen opmerkt. Het paletmes snijdt hier dus aan twee kanten.
Waarom zijn zoogdieren dan niet groen, toch de overheersende kleur in de natuur? Het prozaïsche antwoord daarop is dat de meeste roofdieren harig zijn en slechts twee pigmenten in hun haren hebben: eumelanine voor het zwart, grijs en bruin, en feomelanine voor geel, oranje en rood. Met de mengeling daarvan vallen vele variëteiten en kleurschakeringen te maken, maar geen groen. Duizenden jaren evolutie hebben kennelijk ook geen noodzaak gegeven tot een verandering in DNA. Andere eigenschappen, zoals intelligentie en hard kunnen rennen, compenseren de overlevingskansen voldoende, ook zonder groene schutkleur.
Natuurlijk zijn er ook weer uitzonderingen in het veelkleurige dierenrijk. Waarom is de tijger oranje? Simpelweg: omdat het kan. Zijn vacht bevat er de pigmenten voor en als toppredator heeft hij zelf geen vijanden waardoor die kleur een gevaar zou kunnen vormen. De ogenschijnlijk felle kleur (die mede dankzij de zwarte strepen tussen zonbeschenen gebladerte helemaal niet zó opvalt) zit hem ook al niet in de weg bij de jacht – anders was hij allang uitgestorven. De tijger jaagt voornamelijk op soorten die niet in staat zijn oranje te onderscheiden, en voor wie de kleur oranje vrijwel identiek is aan het groen van de omgeving.
De zebra dan, met z’n wit-zwarte strepen die toch duidelijk afsteken tegen de vaalbruine en -groene kleuren van de Afrikaanse steppen? Ook daar zit een voordeel aan, anders was het wel weer afgestraft: het kuddedier profiteert van een optisch effect van zijn vacht: vormvervaging, oftewel ‘disruptieve kleuring’. Samen staan de zebra’s sterk: dicht op elkaar is het voor roofdieren zoals luipaard, hyena en leeuw moeilijker om in de streeppatronen een individueel dier te herkennen. De kudde oogt als een grote massa in gestreepte pyjama, waarop het moeilijker aanvallen is – totdat de belager erin slaagt de kudde uiteen te drijven en een dier (bij voorkeur de zwakste) te isoleren.
Tijd en evolutie spelen een sleutelrol in de kleuren van dieren, en daarmee in het voortbestaan van een soort. Alles gaat goed zolang een soort de tijd weet bij te benen. Dat wordt moeilijker in de huidige, snel veranderende wereld. Neem de sneeuwhaas, het kleinere neefje van ‘onze’ Europese haas, die voorkomt in Azië en Noord-Europa.
Het beestje is in voorjaar en zomer bruin, maar in de herfst verhaart hij en wordt zijn vacht wit als sneeuw. Het voordeel van die eigenschap is evident: zo valt het beide seizoenen minder op voor vijanden, zoals vossen of grote roofvogels als steenarenden. Dat werkt zolang het verharen gelijk loopt met de seizoenswisselingen. De timing is allesbepalend voor het succes: wordt de haas wit vóórdat er sneeuw ligt, dan loopt hij een risico. Net als wanneer hij te lang bruin blijft en er al sneeuw ligt.
Dichter bij eigen huis zit de hermelijn in de nesten door de wijzigende wereld. De kleine marterachtige loopt in aantal achteruit, en hoewel de oorzaak nog in onderzoek is, luidt een van de verklaringen: de kleur van zijn vacht. Die verandert, net als bij de sneeuwhaas, met de seizoenen: ’s zomers bruin, tegen de winter verhaart de hermelijn tot sneeuwwit, om zo makkelijker te ontkomen aan de aandacht van vijanden als katten en vossen.
Nu de winters zachter worden en sneeuw steeds zeldzamer, staat de hermelijn ’s winters in zijn witte hemd. Wat bedoeld was als schutkleur, maakt hem nu juist extra opvallend en kwetsbaar voor zijn predatoren, zo constateerden Nederlandse onderzoekers in een wetenschappelijke publicatie begin dit jaar.
Dat zou ook verklaren waarom de hermelijn in Nederland sneller achteruitgaat dan zijn kleinere verwante, de wezel, die het hele jaar door bruin blijft. Het vermogen om te verharen in verschillende kleuren zit de hermelijn in zijn DNA. De door menselijke activiteit veroorzaakte klimaatverandering gaat zo snel dat die onmogelijk evolutionair valt bij te benen voor dieren als de hermelijn, de sneeuwhaas en de poolvos.
Schutkleuren zijn een algemeen verschijnsel in de natuur. Sommige soorten gaan vrijwel geheel op in hun omgeving. De wandelende tak en het wandelende blad (ook die bestaat) zijn er een voorbeeld van, net zoals de sabelsprinkhaan op een groen blad lijkt en de wapendrager (een nachtvlinder) op een berkentakje. Ook de nachtzwaluw is een verbluffend staaltje van imitatiekunst: broedend op de grond valt de vogel overdag geheel weg tegen het hout waarmee hij zich omringt.
De felste en bontste kleuren komen we vooral tegen in gebieden waar veel soorten en individuen bij elkaar leven, zoals tropische regenwouden en koraalrif. Dan gaat het vooral over vogels, vissen, reptielen, insecten en amfibieën. Een van de verklaringen daarvoor is dat door die veelheid aan dieren (zowel soorten als afzonderlijke exemplaren) felle kleuren nodig zijn om elkaar te herkennen en met elkaar te communiceren.
Neem bijvoorbeeld de ongeveer vierhonderd soorten papegaai-achtigen. Ze vieren wereldwijd een permanent tropisch carnaval vol spetterend groen, blauw, geel en rood. Ja, ze lopen enorm in de gaten, en dat is precies hun bedoeling. Hun kleuren hebben een sociale functie: de vogels hebben scherp zicht en herkennen elkaar aan de kleuren (en elkaars geschreeuw), die zo pregnant afsteken tegen het groene gebladerte. Een groene papegaai zou ertegen wegvallen.
Ook in eigen land kennen we dieren met felle kleuren die geheel geen belemmering vormen voor het voortbestaan. Elk voorjaar rond mei en juni zingt in Nederland de wielewaal tussen de populieren. Een felgekleurde vogel vol geel en zwart, inderdaad: rechtstreeks ingevlogen vanuit tropisch Afrika, wat veel meer zijn natuurlijke habitat lijkt te zijn. Hem horen (‘dudeljoho!’) is een poëtische ervaring, hem zien niet minder. Dat laatste is – ondanks zijn kleur – nog best moeilijk. Niet alleen omdat de vogel vooral hoog in de boomtoppen zit, maar juist ook dóór zijn kleuren. Waar zijn geel lekker afsteekt tegen een onbewolkte blauwe lucht, valt het totaal niet op tussen de frisgroene bladeren waar de zon doorheen speelt.
Nog een voordeel van felle kleur: die dient vaak ook als verschrikker voor vijanden. In de natuur duidt een felle kleur vaak op ‘gif’ en dus ‘gevaar’, iets dat zodanig in het systeem van hun mogelijke belagers is gekropen, dat zij zich vaak zullen bedenken. Een van de sprekendste voorbeelden zijn de felgekleurde gifkikkers. De ‘geelgouden gifkikker’ (Dendrobates auratus), knalgeel, draagt genoeg gif bij zich om tien volwassen mensen te doden. Veel roofdieren herkennen die boodschap feilloos en zullen het wel laten de kikker op te vreten.
Uiteraard zijn er in het dierenrijk slimme bewoners die daar listig misbruik van weten te maken. Hoewel zij niet giftig zijn, profiteren ze met hun felle kleuren van de ingebakken angst bij hun predatoren voor bonte kleuren.
Bij veel diersoorten bestaat een traditionele rolverdeling in het modebeeld: vooral bij vogels zijn vrouwtjes vaak veel onopvallender gekleed dan de mannetjes. Ook daar is weer een verklaring voor: de vaak bruine vrouwtjes (kijk alleen al naar de merels in de tuin, of de wilde eenden in de vijver) vallen zo minder op tijdens het broeden op hun nest. Zij hebben zich dan al laten verleiden door mannetjes die met hun veel kleuriger verenkleed liepen te pronken.
Als je goed om je heen kijkt, zie je dat alles gekleurd is: het zwart van de zwarte kraai heeft bij de juiste lichtval een blauw schijnsel, net als de ogenschijnlijk zwart-witte ekster in de achtertuin. De donkerblauwe kop van de mannelijke wilde eend in de parkvijver om de hoek kan bij een kleine draaiing in het daglicht zomaar veranderen in levendig groen, of iets tussen die twee kleuren in. Een ‘changeant’, een ‘veranderende’ kleur.
Dat iriserende effect is te danken aan het materiaal en de celstructuur van de veren. In het algemeen zorgt het pigment melanine voor donkere kleuren, zoals vaak bruin bij vrouwtjesvogels en zwart bij mannetjes. Het pigment beschermt, ook mensen, tegen de zon.
Bij het iriserende effect veranderen de cellen van veren van vorm en trekken samen, waardoor het changeant ontstaat. Anders dan ‘gewone’ kleuren absorberen iriserende kleuren het licht niet, ze weerkaatsen het. Dat effect is afhankelijk van de lichtinval op het verenkleed en de hoek waaronder wij mensen ernaar kijken. Bekende voorbeelden zijn spreeuwen, pauwen en kolibri’s.
Bij de ijsvogel kan het nog sterker zijn: de bekende ‘blauwe flits’ die in een rechte lijn vlak boven het water scheert, heeft in die positie licht en hel blauw op zijn rug en fel oranje op zijn buik. Daarmee lijkt hij eerder op een exotische vogel dan op een inheemse soort. Wanneer de ijsvogel langs de waterkant op een tak tussen de begroeiing is gaan zitten en gebladerte het volle zonlicht verduistert, is hij vaak zo goed als onvindbaar geworden. Het felle blauw is groen geworden, het oranje een bruintint die geheel niet opvalt tussen de verdorde bladeren.
Nog een opmerkelijk en recent inzichtje over kleur bij vogels (en wellicht ook vleermuizen): donkere veren vliegen efficiënter dan lichter gekleurde. Dat ontdekten Amerikaanse wetenschappers enkele jaren geleden. Later herhaalde de Vlaamse evolutiebioloog Michaël Nicolaï van de Universiteit Gent de proeven en hij kwam tot dezelfde conclusie.
Nicolaï plaatste de vleugels van onder meer (opgezette) jan-van-genten in een windtunnel en kwam tot de conclusie dat donker gekleurde vleugels tot bij snelheden van wel 100 kilometer per uur efficiënter vliegen dan lichtgekleurde. De vraag waarom dat zo is, blijft nog onbeantwoord. Mogelijk dat kleur hier het gevolg is van een winst die vele duizenden jaren van evolutie heeft opgeleverd. Waarmee opnieuw een oerwet is bewezen: kleur doet ertoe – in elk geval in de dierenwereld.
Ziet iedereen kleuren hetzelfde, vroeg lezer Simon Cornet zich af. Vermoedelijk wel, omdat het netvlies van menselijke ogen dezelfde lichtgevoelige cellen (‘kegeltjes’) bevatten waarmee kleur wordt gezien. Helemaal te meten valt het niet, maar de kans is klein dat ons rood door de buurman of collega als blauw wordt gezien.
Niet dat de mens alles ziet. Het oog bevat naast staafjes (die vooral belangrijk zijn om licht en donker te zien) drie soorten kegeltjes die met lichtgevoelige pigmenten de verschillende golflengtes van licht filteren en uitsplitsen in rood, groen en blauw. Wetenschappers hebben vastgesteld dat vogels, reptielen, amfibieën en vissen ook ultraviolette kegeltjes in hun ogen hebben. Daardoor zien ze vermoedelijk meer en andere kleuren dan wij. Zo kunnen ze ‘ultraviolet plus geel’ zien, als de ultraviolette, groene en rode kegeltjes worden gestimuleerd.
Wetenschappers van de Harvard University ontdekten in 2020 dat kolibri’s dergelijke ‘non-spectrale kleuren’ kunnen zien. Naast paars ook ultraviolet plus groen, ultraviolet plus rood, ultraviolet plus geel en ultraviolet plus paars.
Om een indruk te krijgen van het dierlijk perspectief, ontwikkelden Britse en Amerikaanse wetenschappers een camerasysteem dat de wereld bekijkt door de ogen van een insect of een vogel. Zij publiceerden er begin dit jaar over in het wetenschappelijk tijdschrift Plos Biology.
Het camerasysteem vertaalt het voor mensen onzichtbare ultraviolette licht in een kleur die wij wel kunnen zien. Omdat vogels ook ultraviolet licht zien, kleurt de buitenlucht voor hen paarsig.
Ook kon door het camerasysteem het zicht van een bij worden vertoond. Bijen zien in de basis alleen ultraviolet, blauw en groen, maar door een aanpassing van het camerasysteem werd dat vertaald in blauw, groen en rood – kleuren die de mens kan zien. Op een van de videobeelden die de wetenschappers begin dit jaar publiceerden, is te zien hoe een menselijke arm ingesmeerd met witte zonnebrandcrème voor een bij veranderde in geel. Dat komt doordat de crème ultraviolet licht absorbeert.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant