News: Computerfarben
Fossilien zeigen sich meist in eintönigem Grau - von der ursprünglichen bunten Vielfalt ist nichts mehr übrig geblieben. Doch ein etwa 50 Millionen Jahre altes Käferfossil könnte helfen, alte Strukturfarben zu rekonstruieren.
© Andrew Parker (Ausschnitt)
Die Natur liebt es bunt. Egal ob Vögel, Schmetterlinge oder Käfer – insbesondere die Tierwelt der Tropen zeigt sich in einer beeindruckenden farbenfrohen Vielfalt. Dies war natürlich auch in früheren Zeiten der Fall, doch Fossilien, die heute ans Tageslicht gelangen, erzählen nur selten etwas über ihre frühere Pracht. Grau in Grau wirken sie eher trist.
Es gibt jedoch – wenn auch extrem selten – Ausnahmen. In der Grube Messel bei Darmstadt, die sich schon oft als Eldorado für Paläontologen bewährt hat, tauchen immer mal wieder etwa 50 Millionen Jahre alte Käferfossilien auf, die sich ihren ursprünglichen bläulichen Schimmer bewahrt haben. Doch auch diese Farbe ist vergänglich: Trocknen solche wasserreichen Fossilien aus – was die Präparatoren von Messel tunlichst zu vermeiden versuchen –, dann verlieren sie ihre Schönheit.
Doch diese Schönheit lässt sich rekonstruieren, meint Andrew Parker. Der Zoologe von der University of Oxford hat sich einen solchen Glücksfund aus Messel vorgenommen und sicherte sich dabei die tatkräftige Unterstützung des Physikers David McKenzie von der University of Sydney. Denn die Farbenpracht schillernder Käfer beruht auf einem physikalischen Phänomen: Interferenz. Die äußeren Schichten ihres Panzers bestehen aus dünnen Chitinlamellen, die das einfallende Licht reflektieren. Durch die unterschiedliche Eindringtiefe interferieren die reflektierten Lichtwellen miteinander, mit dem Ergebnis, dass beispielsweise die roten Farbanteile ausgelöscht werden, die blauen dagegen verstärkt. Die farblosen Chitinstrukturen erzeugen so ein irisierendes Blau.
Und diese Strukturfarbe sollte sich am Fossil wiederfinden lassen, so die Idee der Forscher. Sie untersuchten daher ein solches Fundstück mit einem Elektronenmikroskop und entdeckten dabei, dass der Panzer, wie bei heutigen Käfern, aus regelmäßigen Schichten besteht. Die Schichtdicke variierte zwischen 80 und 95 Nanometern.
Mit einem Computermodell konnten die beiden Forscher nun berechnen, welche Wellenlänge das reflektierte Licht haben sollte, wenn weißes Licht auf derartige Schichten fällt. Das Ergebnis: 490 Nanometer – also tief blau.
"Dieser Käfer könnte ein Rosetta-Stein für Fossilfarben sein", ist Parker überzeugt und spielt damit auf den archäologischen Schlüssel der griechischen Hieroglyphen an. Denn ähnliche regelmäßige Strukturen kennen Paläontologen auch von Trilobiten, Krebsen und anderen fossilierten Gliedertieren, sodass sich deren einstige Farbenpracht am Computer berechnen ließe.
Dies hätte nicht nur ästhetischen Wert, sondern berge auch wichtige ökologische Informationen, betont Derek Briggs von der Yale University. Denn die Farben erfüllten einst ja einen bestimmten Zweck – zum Beispiel als Warnung gegen gefräßige Feinde. Doch leider, so gibt der Paläontologe zu bedenken, könnten sich die Strukturen der Fossilien chemisch verändern – und damit sämtliche Informationen über ihre Strukturfarben auslöschen.
Und der alte Streit, wie bunt Dinosaurier einst waren, lässt sich so auch nicht schlichten. Denn deren Farbenpracht, wenn es sie denn gab, beruhte auf Pigmenten in der Haut – und davon ist heute nichts mehr übrig.
Es gibt jedoch – wenn auch extrem selten – Ausnahmen. In der Grube Messel bei Darmstadt, die sich schon oft als Eldorado für Paläontologen bewährt hat, tauchen immer mal wieder etwa 50 Millionen Jahre alte Käferfossilien auf, die sich ihren ursprünglichen bläulichen Schimmer bewahrt haben. Doch auch diese Farbe ist vergänglich: Trocknen solche wasserreichen Fossilien aus – was die Präparatoren von Messel tunlichst zu vermeiden versuchen –, dann verlieren sie ihre Schönheit.
Doch diese Schönheit lässt sich rekonstruieren, meint Andrew Parker. Der Zoologe von der University of Oxford hat sich einen solchen Glücksfund aus Messel vorgenommen und sicherte sich dabei die tatkräftige Unterstützung des Physikers David McKenzie von der University of Sydney. Denn die Farbenpracht schillernder Käfer beruht auf einem physikalischen Phänomen: Interferenz. Die äußeren Schichten ihres Panzers bestehen aus dünnen Chitinlamellen, die das einfallende Licht reflektieren. Durch die unterschiedliche Eindringtiefe interferieren die reflektierten Lichtwellen miteinander, mit dem Ergebnis, dass beispielsweise die roten Farbanteile ausgelöscht werden, die blauen dagegen verstärkt. Die farblosen Chitinstrukturen erzeugen so ein irisierendes Blau.
Und diese Strukturfarbe sollte sich am Fossil wiederfinden lassen, so die Idee der Forscher. Sie untersuchten daher ein solches Fundstück mit einem Elektronenmikroskop und entdeckten dabei, dass der Panzer, wie bei heutigen Käfern, aus regelmäßigen Schichten besteht. Die Schichtdicke variierte zwischen 80 und 95 Nanometern.
Mit einem Computermodell konnten die beiden Forscher nun berechnen, welche Wellenlänge das reflektierte Licht haben sollte, wenn weißes Licht auf derartige Schichten fällt. Das Ergebnis: 490 Nanometer – also tief blau.
"Dieser Käfer könnte ein Rosetta-Stein für Fossilfarben sein", ist Parker überzeugt und spielt damit auf den archäologischen Schlüssel der griechischen Hieroglyphen an. Denn ähnliche regelmäßige Strukturen kennen Paläontologen auch von Trilobiten, Krebsen und anderen fossilierten Gliedertieren, sodass sich deren einstige Farbenpracht am Computer berechnen ließe.
Dies hätte nicht nur ästhetischen Wert, sondern berge auch wichtige ökologische Informationen, betont Derek Briggs von der Yale University. Denn die Farben erfüllten einst ja einen bestimmten Zweck – zum Beispiel als Warnung gegen gefräßige Feinde. Doch leider, so gibt der Paläontologe zu bedenken, könnten sich die Strukturen der Fossilien chemisch verändern – und damit sämtliche Informationen über ihre Strukturfarben auslöschen.
Und der alte Streit, wie bunt Dinosaurier einst waren, lässt sich so auch nicht schlichten. Denn deren Farbenpracht, wenn es sie denn gab, beruhte auf Pigmenten in der Haut – und davon ist heute nichts mehr übrig.
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