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Die zahlreichen bunten Farben im Tier- und Pflanzenreich sind entweder pigment- oder strukturbasiert (über Strukturfarben erfährst du mehr im Artikel Strukturfarben – Die schillernde Farbenwelt des Tier- und Pflanzenreichs). Pigmente sind Moleküle in pflanzlichen oder tierischen Zellen, die die Fähigkeit besitzen, bestimmte Lichtwellen zu absorbieren und andere zu reflektieren.
Absorption und Reflexion
Absorption bedeutet, dass Licht aufgenommen wird, es wird quasi „verschluckt“, was dazu führt, dass sich der beleuchtete Gegenstand durch die zugeführte Lichtenergie erwärmt. Von reflektiertem Licht spricht man, wenn das Licht nicht aufgenommen, sondern zurückgeworfen wird. Dieses reflektierte Licht trifft in unser Auge und wir nehmen es als Farbe wahr.
Weisses Licht besteht aus vielen Farben. Ein Pigment absorbiert nur einen Teil des weissen Lichts, zum Beispiel blau und grün, und reflektiert den restlichen Teil, zum Beispiel rot. Das heisst, dass nur rotes Licht unser Auge erreichen kann, wodurch der Gegenstand rot erscheint.
Im Unterschied zu Strukturfarben sieht eine Farbe, die von einem Pigment erzeugt wird, immer gleich aus, egal von welchem Blickwinkel aus man sie anschaut. Strukturfarben hingegen schillern je nach Betrachtungswinkel leicht unterschiedlich.
Die häufigsten Pigmente und ihre Funktion
Die am weitesten verbreiteten Pigmente bei Tieren und Pflanzen sind das Chlorophyll, die Carotinoide, die Flavonoide und das Melanin.
Chlorophyll wird nur in pflanzlichen Zellen produziert und ist essentiell, damit die Pflanzen Photosynthese betreiben können. Es absorbiert gelbes und blaues Licht, wobei grünes Licht reflektiert wird. Deshalb erscheinen Blätter grün.
Carotinoide werden auch nur in pflanzlichen Zellen erzeugt – wo sie das Chrlorophyll bei der Photosynthese unterstützen – können aber über die Nahrung von Tieren aufgenommen werden. So kommen diese Pigmente auch in Schalen, Federn oder Schnäbeln im Tierreich vor. Carotinoide absorbieren blaues und grünes Licht, so dass nur das gelbe und rote Licht in unser Auge gelangen kann. Wenn im Herbst das Chlorophyll in den Blättern zerfällt, verschwindet die grüne Farbe der Blätter und das Laub erscheint aufgrund der Carotinoide rötlich oder gelblich verfärbt. Mehr zum Thema findest du im Artikel Warum färbt sich Herbstlaub bunt?.
Flavonoide werden ebenfalls nur von Pflanzen produziert und haben vielfältige Funktionen, wie Bestäuber anzulocken oder die Pflanze vor UV-Licht und Fressfeinden zu schützen. Das Farbspektrum dieser Pigmente reicht von gelb über rot bis blau. Ein Beispiel aus der Natur sind fast alle Obst- und Gemüsesorten, welche ihre Färbung den Flavonoiden verdanken.
Das Pigment Melanin kommt vor allem im Tierreich vor und verleiht der Haut, dem Fell und den Federn ihre braune oder schwarze Farbe. Auch die Augenfarbe wird von Melanin bestimmt (Weshalb haben alle neugeborenen Babies blaue Augen?) Die wichtigste Funktion von Melanin ist der Schutz vor UV-Licht.