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Pigmente tauchen die Tier- und Pflanzenwelt in Farbe
Die Farbvielfalt in der Natur wird zu einem grossen Teil durch Pigmente verursacht. Im Tier- und Pflanzenreich dienen Farben als Warn- oder Locksignal und helfen bei der Partnerwahl.
Die zahlreichen bunten Farben im Tier- und Pflanzenreich sind pigment- oder strukturbasiert (über Strukturfarben erfährst du 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 (s. dazu auch hier). 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.
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 (s. dazu den Artikel "Weshalb haben alle neugeborenen Babies blaue Augen"?) Die wichtigste Funktion von Melanin ist der Schutz vor UV-Licht.
Bestechende und abschreckende Eigenschaften
In der Tierwelt erfüllen Farben verschiedene Funktionen, zum Beispiel dienen sie der Partnerwahl, zur Warnung oder als Locksignal für Bestäuber:
Bunt macht attraktiv
Vögel schauen bei der Partnerwahl genau hin: die Männchen präsentieren sich in bunten Farben, um die Weibchen für sich zu gewinnen. Der Flamingo produziert die rosarote Farbe seines Gefieders nicht selber, sondern holt sie sich mit der Nahrung. Die kleinen Krebse, die er aus dem Wasser filtert, enthalten Carotinoide.
Bunt bedeutet giftig
Die bunten Pfeilgiftfrösche stechen mit Absicht ins Auge. Die knalligen Farben sollen mögliche Feinde abschrecken, indem sie Giftigkeit signalisieren. Pfeilgiftfrösche sind tatsächlich giftig.
Es gibt aber auch bunte Tiere, die nur vorgeben giftig zu sein. So zum Beispiel die harmlose Schwebfliege, die mit ihrer gelb-schwarzen Signalfärbung eine Wespe nachahmt, um Feinde abzuschrecken. Diese Art der Tarnung nennt man Mimikry.
Bunt bedeutet Nahrung
Viele Pflanzenarten verlassen sich auf Pigmente, um Bestäuber anzulocken. Ihre auffällig gefärbten Blüten locken Insekten auf ihrer Suche nach Nektar oder Pollen an. Die Insekten besuchen mehrere Blüten und verbreiten so die Pollen.
Pigmente für den Menschen
Neben ihrer vielfältigen Funktionen können Pigmente auch gesund sein. Flavonoide sollen vor Krebs schützen und die Immunabwehr stärken. Auch darum ist der Verzehr von Obst- und Gemüse sehr empfehlenswert.
Pigmente können aber auch zum Malen oder Färben benutzt werden. Das Pigment Indigo kann aus der Indigo-Pflanze, Färberwaid oder Färberknöterich gewonnen werden und färbt die Jeans blau. Mittlerweile gibt es auch synthetisch hergestellte Pigmente. Mehr dazu wie Farben hergestellt werden erfährst du im Artikel „Edelstein, Schnecke & Brennnessel: Die erstaunliche Welt der Farben“.
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