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Lexikon der Biologie: Farbwechsel

Farbwechsel, die Fähigkeit einiger Tiere, ihre Körperfärbung ganz oder teilweise zu ändern (Farbe). Nach seinem Zustandekommen unterscheidet man 2 Formen des Farbwechsels: 1) Der morphologische Farbwechsel beruht auf einer langanhaltenden, Tage bis Wochen dauernden Vermehrung oder Verminderung der Zahl Farbstoffe führender Zellen (Chromatophoren) oder des Gehalts an Farbstoffen (Pigmenten). Er ist irreversibel (z.B. Jugendfärbung/Adultfärbung) oder reversibel (z.B. bei Saisondimorphismus) und kann sich in Zusammenhang mit Häutung, Mauser, Haarwechsel vollziehen. Morphologischer Farbwechsel dient der optischen Tarnung durch Anpassung an die sich farblich verändernde Umgebung (z.B. Sommer-/Winterkleid bei Hermelin und Schneehühnern) oder der Signalwirkung (Balzkleid mancher Vogelarten; Balz). 2) Der physiologische (= spontane) Farbwechsel geschieht durch Änderung der Verteilung eines bereits vorhandenen Farbstoffs innerhalb der Chromatophoren. Er kann in Sekunden ablaufen (Kopffüßer), Minuten oder Stunden benötigen (Krebse, Fische) und auf neue Reize hin ebenso rasch wieder umschlagen. Die Haut des Tieres erscheint hell, wenn das Pigment in der Mitte der Chromatophoren konzentriert ist, und sie zeigt die Farbe des Pigments, wenn dieses ausgebreitet bzw. gleichmäßig innerhalb der Zelle verteilt vorliegt. Für die zu einer der Extremstellungen führenden Vorgänge, die Pigmentaggregation bzw. -dispersion, sind im Tierreich 2 verschiedene Mechanismen verwirklicht. Bei den meisten Tierarten mit physiologischem Farbwechsel (u.a. Gliedertiere, Fische, Amphibien, Reptilien) breiten sich die Pigmentgranula aktiv in den verästelten Chromatophoren aus bzw. häufen sich im Zentrum der Zelle an ( vgl. Abb. ); noch ungeklärt ist hierbei die Rolle von Actomyosin-Filamenten (Actomyosin; Amphibien) oder von Mikrotubuli (Fische). Im Gegensatz zur aktiven Pigmentverlagerung innerhalb der Zelle können die Chromatophoren der Kopffüßer ihre Gestalt verändern ( vgl. Abb. ). Hier setzen an der Zelloberfläche der Chromatophoren radiär glatte Muskelfasern an. Bei Kontraktion der Fasern wird der Chromatophor unter Entfaltung der Zellmembran zusammen mit dem die Pigmentgranula umhüllenden „Pigmentsack“ zu einer flachen Scheibe gedehnt: das Ergebnis ist Farbvertiefung. Das Erschlaffen der Muskelfasern läßt den elastischen Pigmentsack zusammenschrumpfen, wodurch das Pigment im Zentrum der Zelle geballt wird: das Ergebnis ist Farbaufhellung. Bei Gliedertieren und bei Kopffüßern wirken oft mehrere Pigmente in einer Farbzelle (polychrome Chromatophoren) zusammen. Wirbeltiere können entweder durch Zusammenarbeit verschiedener monochromer Chromatophorentypen, die unterschiedliche Pigmente enthalten, oder durch Filterwirkung darüberliegender Zellagen Mischfarben erzeugen, die dann durch Melaninverschiebung (Melanine) in den Melanophoren (Melanocyten) variiert werden (z.B. Anolis, Laubfrösche). Ausgelöst wird der physiologische Farbwechsel zentralnervös, durch Lichteinwirkung entweder unmittelbar auf das Pigmentsystem oder über Sinnesorgane (Augen, Parietalorgan), manchmal auch über den Tastsinn. Die Steuerung erfolgt nervös (Kopffüßer, Chamäleon) und/oder hormonal (einige Fische). Der physiologische Farbwechsel dient der Tarnung durch farbliche Anpassung (Gliedertiere, Plattfische, Frösche, Echsen) oder der Signalwirkung für den Artgenossen, Konkurrenten oder Freßfeind (Echsen, Fische, Kopffüßer). Vögeln und Säugetieren fehlt die Fähigkeit zum physiologischen Farbwechsel mittels Chromatophoren. – I.w.S. kann man auch das Erröten nackter Hautstellen (z.B. Drohgebärde des Dschelada, Schamröte des Menschen), hervorgerufen durch Steigerung der peripheren Durchblutung, als eine Form des physiologischen Farbwechsels auffassen. Epiphyse, Gegenschattierung, Lichtfaktor, Temperaturregulation; Signal.

H.Kör.



Farbwechsel

Lichtmikroskopische Aufnahmen der Pigmentverteilung in den Chromatophoren eines Krebses (Fischassel); links: Pigment in den Chromatophoren ausgebreitet – ergibt „dunkel“ (a Aufsicht, b Querschnitt); rechts: Pigment in der Mitte der Chromatophoren konzentriert – ergibt „hell“ (c Aufsicht, d Querschnitt). Chr Chromatophoren, Cu Cuticula, De Dermis, Ep Epidermis



Farbwechsel

1 Chromatophor eines Knochenfisches, a Pigment geballt (hell), b Pigment ausgebreitet (dunkel). 2 Chromatophor eines Kopffüßers, a Pigment geballt (hell), b Pigment mit Pigmentsack durch Muskelkontraktion ausgebreitet (dunkel)

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