Kolibries zien kleuren die wij ons alleen maar kunnen voorstellen.

Mannetje breedstaart kolibrie. Onderzoekers hebben vogels als deze getraind om experimenten uit te voeren waaruit bleek dat de vogels kleuren zien die voor mensenogen onzichtbaar zijn. Afbeelding via Noah Whiteman (UC-Berkeley)/ Princeton University.

Kent u het oude idee dat honden alleen in grijstinten zien? Studies hebben aangetoond dat dat niet waar is. Honden zien wel degelijk kleuren, hoewel hun kleurenvisie niet een wereld laat zien die zo rijk of intens gekleurd is als de wereld die wij zien. Nu toont een nieuwe studie van wetenschappers, deze maand gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences, aan dat ons menselijk kleurenzicht niet kan concurreren met dat van wilde kolibries. Deze kleine vlootvogels nemen een wereld waar met veel rijkere kleuren dan de onze, vol visuele signalen die mensen nooit opmerken, via kleuren die wij ons niet kunnen voorstellen. Volgens evolutiebiologe Mary (Cassie) Stoddard van Princeton:

Mensen zijn kleurenblind vergeleken met vogels en veel andere dieren.

Voor andere kolibries lijken de magenta keelveren van dit mannetje waarschijnlijk op een ultraviolet+paarse combinatiekleur. Beeld via David Inouye (U. of Maryland-College Park)/ Princeton University.

Als het op kleurenzien aankomt, mag je de kegeltjescellen in het netvlies van je oog bedanken. Mensen hebben drie soorten kleurkegeltjes, die ons gevoelig maken voor rood, groen en blauw licht. Vogels hebben een vierde kleurkegel die ultraviolet licht kan detecteren. De kleine kolibries zien ook combinatiekleuren zoals ultraviolet+groen en ultraviolet+rood, zo blijkt uit het nieuwe onderzoek. De kolibries vertrouwen op hun verhoogde kleurzin om voedsel te vinden, partners te verblinden, aan roofdieren te ontsnappen en door gevarieerd terrein te navigeren, zeiden deze wetenschappers.

Om te onderzoeken hoe vogels kleur waarnemen, onderzochten Stoddard en haar onderzoeksteam het kleurenzicht van vogels in een natuurlijke omgeving. Ze werkten in het Rocky Mountain Biological Laboratory in Gothic, Colorado, waar ze wilde breedstaart kolibries (Selasphorus platycercus) trainden om deel te nemen aan kleurwaarnemingsexperimenten. In de verklaring van de wetenschappers, legde Stoddard uit:

De meeste gedetailleerde perceptuele experimenten op vogels worden uitgevoerd in het lab, maar we lopen het risico het grotere plaatje te missen van hoe vogels kleurzicht echt gebruiken in hun dagelijks leven.

Kolibries zijn perfect voor het bestuderen van kleurzicht in het wild. Deze suikervrienden zijn geëvolueerd om te reageren op bloemkleuren die een nectarbeloning adverteren, zodat ze snel en met weinig training kleurassociaties kunnen leren.

Het team zei dat het vooral geïnteresseerd was in niet-spectrale kleurencombinaties, die tinten omvatten uit ver uit elkaar liggende delen van het kleurenspectrum. Dat is in tegenstelling, zeiden ze:

… tot mengsels van aangrenzende kleuren zoals groenblauw (blauwgroen) of geel (groen-rood). Voor mensen is paars het duidelijkste voorbeeld van een niet-spectrale kleur. Technisch gezien maakt paars geen deel uit van de regenboog: het ontstaat wanneer onze blauwe (korte-golf) en rode (lange-golf) kegeltjes worden gestimuleerd, maar niet onze groene (midden-golf) kegeltjes.

Terwijl mensen slechts één niet-spectrale kleur hebben – paars – kunnen vogels er theoretisch tot vijf zien: paars, ultraviolet+rood, ultraviolet+groen, ultraviolet+geel en ultraviolet+paars.

Bekijk groter. | Infographic by the Stoddard Lab/ Princeton University.

Stoddard en haar collega’s ontwierpen een reeks experimenten om te testen of kolibries deze niet-spectrale kleuren kunnen zien. Zij voerden elke zomer gedurende drie jaar buitenexperimenten uit, beginnend met een paar aangepaste “bird vision” LED-buizen die geprogrammeerd waren om een breed scala van kleuren weer te geven, met inbegrip van niet-spectrale kleuren zoals ultraviolet + groen. Vervolgens voerden zij experimenten uit in een alpenweide die vaak wordt bezocht door plaatselijke breedstaart kolibries. Hun verklaring luidde als volgt:

Elke ochtend stonden de onderzoekers voor zonsopgang op en plaatsten twee voederbakken: één met suikerwater en de andere met gewoon water. Naast elke voederbak, plaatsten ze een LED-buis. De buis naast het suikerwater zendt een kleur uit, terwijl die naast het gewone water een andere kleur heeft. De onderzoekers wisselden regelmatig de posities van de belonende en niet-belonende buisjes om, zodat de vogels niet alleen de locatie konden gebruiken om een zoete traktatie te lokaliseren. Zij voerden ook controle-experimenten uit om er zeker van te zijn dat de vogeltjes niet op geur of een andere onbedoelde aanwijzing afgingen om de beloning te vinden. In de loop van enkele uren leerden de wilde kolibries de belonende kleur te bezoeken. Met behulp van deze opstelling registreerden de onderzoekers meer dan 6.000 bezoeken aan de voederbak in een reeks van 19 experimenten.

De experimenten toonden aan dat kolibries een verscheidenheid van niet-spectrale kleuren kunnen zien, waaronder paars, ultraviolet+groen, ultraviolet+rood en ultraviolet+geel. Kolibries onderscheidden bijvoorbeeld gemakkelijk ultraviolet+groen van zuiver ultraviolet of zuiver groen, en zij discrimineerden tussen twee verschillende mengsels van ultraviolet+rood licht – het ene roder, het andere minder.

Harold Eyster, een UBC Ph.D. student en een co-auteur van de studie, merkte op:

Het was verbazingwekkend om naar te kijken. Het ultraviolet+groen licht en het groene licht zagen er voor ons identiek uit, maar de kolibries kozen steeds weer correct voor het ultraviolet+groen licht dat met suikerwater werd geassocieerd. Onze experimenten stelden ons in staat een voorproefje te nemen van hoe de wereld er voor een kolibrie uitziet.

Ook al kunnen kolibries niet-spectrale kleuren waarnemen, het kan moeilijk zijn om te beoordelen hoe deze kleuren er voor vogels uitzien, aldus de wetenschappers. Ben Hogan, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker aan Princeton en een co-auteur van de studie, gaf het volgende commentaar:

Het is onmogelijk om echt te weten hoe de vogels deze kleuren waarnemen. Is ultraviolet+rood een mix van deze kleuren, of een geheel nieuwe kleur? We kunnen alleen maar speculeren.

Stoddard voegde daaraan toe:

Een extra dimensie van kleurwaarneming bedenken – dat is de sensatie en uitdaging van het bestuderen van hoe de waarneming van vogels werkt. Gelukkig hebben de kolibries aangetoond dat ze dingen kunnen zien die wij niet kunnen zien.

David Inouye, die verbonden is aan de Universiteit van Maryland en het centrum waar de studie plaatsvond, voegde hieraan toe:

De kleuren die wij zien in de velden met wilde bloemen op onze studieplaats, de wilde bloemenhoofdstad van Colorado, zijn verbluffend voor ons, maar stel je eens voor hoe die bloemen eruit zien voor vogels met die extra zintuiglijke dimensie.

De wetenschappers zeiden dat de grote verscheidenheid aan niet-spectrale kleuren die vogels tot hun beschikking hebben, het resultaat is van hun oeroude visuele systeem met vier kleurtonen. Stoddard legt uit:

Tetrachromie – het hebben van vier kleurkegeltypes – ontwikkelde zich in vroege gewervelde dieren. Dit kleurenzichtsysteem is de norm voor vogels, veel vissen en reptielen, en het bestond bijna zeker bij dinosauriërs. Wij denken dat het vermogen om veel niet-spectrale kleuren waar te nemen niet alleen een eigenschap is van kolibries, maar een wijdverbreid kenmerk van het kleurenzicht bij dieren.

Het onderzoeksteam bestudeerde kolibries in het Rocky Mountain Biological Laboratory in Gothic, Colorado. De hooggelegen locatie, op een hoogte van bijna 3.000 meter, is de thuisbasis van veel breedstaart kolibries. Het onderzoeksteam bestond uit (van links): Prof. Mary “Cassie” Stoddard; Cole Morokhovich van de klas van 2020; Harold Eyster, een Ph.D. student aan de University of British Columbia; en postdoctoraal onderzoek medewerker Ben Hogan. Stoddard, Eyster en Hogan zijn auteurs van het artikel dat deze week in PNAS verschijnt. Foto via Princeton University.

Bottom line: Een nieuwe reeks experimenten toont aan dat wilde kolibries een wereld waarnemen die veel rijker is aan kleuren dan de onze, vol visuele signalen die mensen nooit kunnen waarnemen via kleuren die wij ons niet kunnen voorstellen.

Bron: Wilde kolibries onderscheiden niet-spectrale kleuren

Via Princeton University

Deborah Byrd creëerde de EarthSky radioserie in 1991 en richtte EarthSky.org op in 1994. Tegenwoordig is ze hoofdredacteur van deze website. Ze heeft een groot aantal prijzen gewonnen in de omroepwereld en de wetenschap, waaronder de naam 3505 Byrd, een asteroïde ter ere van haar. Als wetenschapscommunicator en onderwijzeres sinds 1976 gelooft Byrd in wetenschap als een kracht voor het goede in de wereld en een vitaal instrument voor de 21ste eeuw. “EarthSky-redacteur zijn is als het organiseren van een groot wereldwijd feest voor coole natuurliefhebbers,” zegt ze.