Neon-grünes Leuchten bei Gecko unter UV-Licht – neuer Fluoreszenzmechanismus bei Landwirbeltieren entdeckt

(11.01.2021) Forschende der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM), der LMU und der Hochschule München haben entdeckt, dass der Wüstengecko Pachydactylus rangei aus Namibia unter UV-Licht stark neon-grün fluoreszierende Streifen an den Körperseiten und um die Augen zeigt.

Diese sind aus der Geckoperspektive gut sichtbar und dienen vermutlich als Erkennungssignal für Artgenossen.

Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass es sich hier um Fluoreszenz der Haut handelt, die durch besondere Iridophoren (Pigmentzellen) verursacht wird.

Dieser Mechanismus und auch die Stärke der Fluoreszenz waren bisher bei Landwirbeltieren unbekannt. Die Arbeit erschien am 11.2021 in dem Fachjournal Scientific Reports.


Die Bauchansicht zeigt einerseits die charakteristischen Füße des Wüstengeckos und anderer-seits die seitlich klar begrenzten fluoreszierenden Hautbereiche (unter zusätzlicher UV-Beleuchtung mit max. 365 nm Wellenlänge fotografiert).

Biofluoreszenz ist von zahlreichen Meeresorganismen bekannt, bei Landwirbeltieren wurde dieses Phänomen jedoch erst in den letzten Jahren vermehrt beschrieben. In allen bisher bekannten Fällen wird die Fluoreszenz bei Reptilien und Amphibien entweder durch Knochen oder durch Fluoreszenz-Moleküle in der Lymphflüssigkeit unter der Haut verursacht.

„Bereits auf den ersten Blick fiel auf, dass bei den Wüstengeckos ein neuer Mechanismus vorliegen musste: Die deutlich neon-grün fluoreszierenden Muster entstammen ganz klar der Haut“, konstatiert Dr. David Prötzel, Erstautor der Studie.

Histologische Untersuchungen beim Wüstengecko Pachydactylus rangei ergaben, dass in den fluoreszierenden Bereichen der Haut zahlreiche spezielle Pigmentzellen, sogenannte Iridophoren, eingelagert sind, die in den nicht-fluoreszierenden Bereichen fehlen. Iridophoren leisten durch die Reflektion von Licht einen entscheidenden Beitrag zur Färbung der Haut von Geckos und auch anderen Echsen. Nun konnte zum ersten Mal bei Landwirbeltieren gezeigt werden, dass manche Iridophoren auch fluoreszieren können.

„Dieser Effekt ist wesentlich stärker als die knochenbasierte Fluoreszenz, die wir vor drei Jahren bei Chamäleons entdeckt haben und ist eines der stärksten Fluoreszenzphänomene, die bei Landwirbeltieren bisher beobachtet wurden“, erklärt Dr. Frank Glaw, Kurator für Reptilien und Amphibien an der Zoologischen Staatssammlung München (SNSB-ZSM).


Der Wüstengecko (Pachydactylus rangei) aus der Namib zeigt unter zusätzlicher UV-Beleuchtung (365 nm) einen neon-grün fluoreszierenden Seitenstreifen und einen Ring um die Augen. Dieses Signal ist für Artgenossen aus der "Geckoperspektive" gut sichtbar.

Bei ihren nächtlichen Wanderungen durch die Namib-Wüste haben die Geckos als Lichtquelle nur das Mondlicht zur Verfügung. Dessen blauer Anteil wird von den fluoreszierenden Hautbereichen aufgenommen und als heller wirkendes, neon-grünes Licht wieder abgestrahlt. Als wären ihre Flanken mit einem Textmarker hervorgehoben, besitzen die Geckos unter UV-Licht einen deutlich sichtbaren Signalstreifen.

Weshalb so viele verschiedene Tierarten unter UV- und Blaulicht fluoreszieren, ist weitestgehend unklar.

„Bei einigen der bisher bekannten fluoreszierenden Wirbeltiere handelt es sich wohl um einen Zufall. Beim Wüstengecko hingegen spricht die Stärke und die Anordnung der fluoreszierenden Bereiche um die Augen und seitlich an den Flanken dafür, dass die Fluoreszenz als Signal für Artgenossen dient, das vielleicht auch aus größerer Entfernung gut wahrgenommen werden kann“, folgert Dr. Mark D. Scherz, Evolutionsbiologe an der Universität Potsdam.

Publikation

Prötzel, D., Heß, M., Schwager, M., Glaw, F. & Scherz, M.D. (2021). Neon-green fluorescence in the desert gecko Pachydactylus rangei caused by iridophores. Sci Rep 11, 297 www.nature.com/articles/s41598-020-79706-z


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