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Lexikon der Biologie: Farbe

Farbe, 1) Physik: i.e.S. Bezeichnung für einen bestimmten Frequenz- bzw. Wellenlängenbereich (Frequenz, Welle) im elektromagnetischen Spektrum des sichtbaren Lichts, i.w.S. auch für Schwingungen anderer Wellenlängenbereiche. 2) Biologie: von Körpern bzw. Stoffen emittiertes (Emission), gestreutes (Streuung), gebeugtes (Beugung), gebrochenes (Brechung) oder reflektiertes (Reflexion) Licht, das über den Sehapparat zu Empfindungen im Gehirn führt.
Die Farbe ist gekennzeichnet durch Farbton (z.I. Rot), Farbsättigung (Maß der Mischung mit Weiß) und Farbhelligkeit. Man unterscheidet im wesentlichen Struktur-, Pigment- und Haftfarben. Strukturfarben entstehen, wenn Lichtwellen von Strukturen reflektiert bzw. an kleinen Partikeln (ohne Eigenfarbe) gestreut werden. Je kleiner die Partikel sind, desto mehr wird das kurzwellige blaue Licht gestreut im Vergleich zum langwelligen roten. So beruht z.B. das „Himmelsblau“, die Farbe der Iris blauäugiger (Augenpigmente) Menschen, das Blau des Eisvogels, mancher Papageien, des Gesichts und der Genitalien des Mandrills, einiger Schmetterlinge auf diesem Effekt. Weiß tritt z.B. im Tierreich dort auf, wo luftgefüllte Haare eine Totalreflexion des Lichts bewirken. Die Schillerfarben vieler Schmetterlinge, Schlangen, Fische und Vögel entstehen nach dem Prinzip der „Farben dünner Blättchen“, also durch Reflexion und Interferenz. Pigmentfarben treten auf, wenn Farbstoffe mit einem System konjugierter Doppelbindungen (Konjugation; meist Pigmente) Strahlung bestimmter Wellenlängen absorbieren und andere reflektieren. Einige dieser Farbstoffe sind Melanine (z.B. in der Haut von Dunkelhäutigen; Hautfarbe), Ommochrome (in den Augen [Komplexauge] von Insekten), Biline (Phycobiline, z.B. in grünen Vogeleischalen; Vogelei), rote Carotinoide (z.B. bei roten Vogelfedern), gelbe Carotinoide (z.B. Federn des Kanarienvogels, Stieglitz [Finken] und anderer), Luteine (andere gelbe Vogelfedern) oder Pteridine (z.B. in Schmetterlings-Schuppen). Chlorophyll kommt bei bestimmten Bakterien vor (Bakteriochlorophylle) und ist die dominierende Farbe im Pflanzenreich ( vgl. Infobox ), wo es das Grün der Blätter (Blatt, Blattfarbstoffe) hervorruft („Blattgrün“). Die Gelbfärbung der Blätter vieler Holzgewächse im Herbst (Herbstfärbung) kommt durch den Abbau des Chlorophylls und den Verbleib der Carotinoide zustande. Carotinoide bilden zudem zusammen mit Flavonoiden die gelben bis roten Farbstoffe von Blüten (Blüte, Blütenfarbstoffe) und Früchten (Frucht). Rotfärbung der herbstlichen Laubblätter sowie der Blütenblätter wird durch Anthocyane in den Vakuolen hervorgerufen. Rostrote Haftfarben entstehen durch Einlagerung von hauptsächlich Eisen-III-oxid im Federkleid von z.B. Enten ( ö Entenvögel I ö Entenvögel II ). Einige Lebewesen (Anglerfische, Leuchtkäfer, Leuchtbakterien) haben die Fähigkeit, „kaltes Licht“ auszusenden, dem zum Teil auch optische Signalfunktionen zukommen (Biolumineszenz, Lumineszenz). – Verschiedene Farben haben physiologische Funktionen, wie z.B. Melanin, Flavone und Flavonole als Schutzpigmente vor dem Ultraviolett-„Licht“ (UV, Ultraviolett; Albinismus), Carotinoide als Schutzpigmente gegen Photooxidation sowie Chlorophyll, Carotinoide und Phycobiline als Antennenpigmente bei der Photosynthese. – Ethologische Funktionen sind optische Signalwirkung (Signal) und Tarnung. Farben als optische Signalwirkung spielen z.B. bei der Balz (Farbtafel) und der Partnerwahl von Vögeln und einigen Fischen eine bedeutende Rolle; auch farbige Rachenzeichnungen bei Jungvögeln sind für die Elternvögel optische Signale (Mimikry I). Farbzeichnungen können Schrecktrachten (z.B. Augenflecken auf den Hinterflügeln mancher Schmetterlinge [ Augenfalter ]; Schreckfärbung) oder Warntrachten (Gelb-Schwarz bei Wespen, aber auch Schwebfliegen, oder Rot-Schwarz; Mimikry) sein und somit zur Abschreckung dienen. Tarnfarben (kryptische Färbung) haben sowohl Räuber (z.B. Eisbär, Tiger) als auch Beutetiere (z.B. junge Seehunde). Eine Tarnung besonderer Art ist die Mimese (Schutzanpassungen). Manche Tiere ändern ihre Körperfarbe mit Veränderung der Körperbedeckung (z.B. Brutkleid [Sommerkleid] der Vögel, Winterkleid bei Säugetieren [Haarwechsel]). Einige Tierarten können äußerst schnell ihre Farbe wechseln und dem jeweiligen Untergrund, auf dem sie sich gerade befinden, anpassen, z.B. Chamäleons ( Echsen ) oder extrem schnell Kopffüßer (Farbwechsel, Chromatophoren). Bei zoogamer Blütenbestäubung (Zoogamie; Ä BESTÄUBUNG I
Ä BESTÄUBUNG II
) ist die Blütenfarbe (oft in Kombination mit Blütenform und Blütenduft) wichtig, wobei bei Blüten, die von Insekten bestäubt werden (Entomogamie), das UV bedeutend sein kann, da viele Insekten, z.B. die Honigbiene, im Gegensatz zum Menschen UV sehen können (Bienenfarben, Blütenmale [Abb.], Farbensehen II ). Manche Insekten können die Farbe (auch den Duft und die Form) der für sie ergiebigen Blüte erlernen und fliegen daher immer die gleiche Blütenart an (Blütenstetigkeit). Vögel sprechen – im Gegensatz zu Insekten – sehr gut auf Rot an: In den Tropen gibt es viele rote Blüten, die durch Vögel bestäubt werden (Ornithogamie). In den gemäßigten Breiten, in denen es nicht so viele rote Blüten und keine Ornithogamie gibt, finden sich aber viele für Vögel eßbare rote Beeren (z.B. Vogelbeeren). – Ungeklärt ist die Funktion der oft intensiven Farben mancher Tierarten in der völlig lichtlosen Tiefsee (Tiefseefauna). Es gibt darüber bisher nur nicht bestätigte Hypothesen. Z.B. könnten zur in bestimmten Tiefen vorherrschenden Strahlung komplementäre Farben ihre Träger nahezu unsichtbar machen, andere Farben die Reflexion des von Räubern ausgesandten Lichts verhindern oder physiologische Funktionen als Vitaminspeicher oder Depot für Zwischenprodukte des Stoffwechsels erfüllen.
Farb-Kategorien beim Menschen sind das Ergebnis einer universell identischen Farbwahrnehmung. Farbzuordnungen erfolgen kulturübergreifend nach einem einheitlichen Muster. Bereits 4 Monate alte Säuglinge unterscheiden Blau, Grün, Gelb und Rot. Genauso adaptiv ist das Phänomen der Farbkonstanz, die für die Beibehaltung der kategorialen Farbempfindung, z.B. der Farbe „Rot“, sorgt, auch wenn die Beleuchtung sich ändert und damit die im Auge (Linsenauge) eintreffenden physikalischen Wellenlängen. Auch für das Erleben und Beurteilen von Farben (Farbsymbolik) gibt es angeborene Deutungsschemata. So werden Gelb und Rot kulturübergreifend als warm und lebhaft, Blau und Grün als kühl und ruhig empfunden. Helle Farben erhalten aufgrund unserer tagaktiven Lebensweise (Aktivitätstyp) eine positive Konnotation, dunkle bis schwarze Tönungen dagegen eine negative. Kulturelle Abweichungen von diesem Muster, etwa aufgrund eines vorübergehenden modischen Trends, zeigen die prinzipiell mögliche Überformbarkeit biologischer Neigungen. Der Mensch kann etwa 160 verschiedene Farbtöne unterscheiden, das Auflösungsvermögen ist am größten bei Gelb und Blaugrün, den vorherrschenden Farben in der afrikanischen Savanne, der Wiege der Menschheit (Savannen-Hypothese). Farbwahrnehmung ist eine im Laufe der Evolution entstandene konstruktive Leistung der subjektiven Wahrnehmungsstrukturen, um den Bereich der elektromagnetischen Wellen, der größtenteils von der Erd-Atmosphäre hindurchgelassen wird, zu nutzen, um damit die Umwelt hinsichtlich für das Individuum relevanter Informationen besser differenzieren zu können. additive Farbmischung (Abb.), Farbensehen (Farbtafel), Farbenlehre, Naturfarbstoffe, Sehfarbstoffe; Rassen-und Artbildung II.

Ch.G./J.Be.

Lit.: Fogden, M. und P.: Farbe und Verhalten im Tierreich. Freiburg 1975. Burkhardt, D.: Blütenfarben als Signale für Insekten und Vögel; in: Signale in der Tierwelt. München 1966. Schmatz, F., Zobernig, H.: Farbenlehre. Wien 1995. Zollinger, H.: Color – A Multidisciplinary Approach. Weinheim 1998.

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