True Colors: How Birds See the World

Dankzij UV-zicht zien vogels de wereld heel anders dan wij

• Cynthia Berger
• Animals
• Jul 19, 2012

In het begin van de jaren zeventig ontdekte een onderzoeker die het vermogen van duiven testte om kleuren te onderscheiden, bij toeval dat de vogels ultraviolet (UV) licht kunnen zien. De ontdekking werd vreemd gevonden, maar niet al te belangrijk. “Het was normaal voor wetenschappers om aan te nemen dat het gezichtsvermogen van vogels vergelijkbaar is met dat van mensen,” zegt Geoffrey Hill, een ornitholoog van de Auburn University en de auteur van Bird Coloration. “Immers, vogels en mensen zijn beide overdag actief, we gebruiken felle kleuren als signalen. … Niemand had echt gedacht dat vogels de wereld anders zouden zien.”
Maar gedurende de volgende decennia brachten systematische tests van het zicht van vogels iets onverwachts aan het licht: Veel vogelsoorten, niet alleen duiven, kunnen UV-licht zien. Met uitzondering van vogels die ’s nachts vliegen, zoals uilen, zijn de ogen van de meeste vogels waarschijnlijk zelfs gevoeliger voor ultraviolet licht dan voor wat wij zichtbaar licht noemen. Wetenschappers hebben ook geleerd dat veel vogels een verenkleed hebben dat UV-licht weerkaatst. Al deze ontdekkingen samen “deden ons beseffen dat er nieuwe antwoorden op oude vragen konden komen,” zegt bioloog Muir Eaton van de Drake Universiteit. Vogels vertrouwen op hun gezichtsvermogen om bijvoorbeeld partners te kiezen, voedsel te vinden en roofdieren op te sporen. “Als je ervan uitgaat dat vogels precies hetzelfde zien als wij, zou je wel eens het verkeerde kader kunnen hebben om vogelgedrag te begrijpen,” zegt Eaton.

Secret Signals?

Bedenk eens hoe vogels partners kiezen. “Nadat de eerste studies over vogels en UV uitkwamen, begonnen mensen te zeggen: ‘Misschien is je studie over partnerkeuze niet geldig omdat je de vederkleuren met het blote oog scoorde’, zegt Peter Dunn, bioloog aan de Universiteit van Wisconsin-Milwaukee die actieve kleine grasmusjes bestudeert, de geelkevers (onder). Hill, die onderzoek heeft gedaan naar de partnerkeuze bij huisvinken, blauw- en indigoruten, voegt daaraan toe: “Toen ik in de jaren tachtig begon te werken, hielden we kleurkaarten tegen de veren van de vogels” – dezelfde vierkante verfstroken die een industriestandaard zijn voor grafisch ontwerpers en binnenhuisarchitecten.

In de afgelopen drie decennia is in een vlaag van studies het intrigerende idee getest dat partnerkeuze en ander vogelgedrag kan worden bepaald door geheime visuele signalen die mensen niet kunnen zien. Hoewel de premisse exotisch was, was de reden voor deze explosie van onderzoek prozaïsch: de technologie werd beter en goedkoper. Met name de grotere beschikbaarheid en lagere kosten van een laboratoriumapparaat, de spectrofotometer, dat nauwkeurig licht meet dat door een oppervlak wordt gereflecteerd of geabsorbeerd, stelde wetenschappers in staat, zo niet te zien als een vogel, dan toch in ieder geval te kwantificeren wat vogels zien.
In eerste instantie richtten veel onderzoekers hun spectrofotometers op vogels die geen flitsende veren gebruiken om partners aan te trekken. Een team van Zweedse wetenschappers keek bijvoorbeeld naar de pimpelmees, een Europese verwant van de mees. Zoals bij veel vogelsoorten lijken mannelijke en vrouwelijke pimpelmezen voor mensen op elkaar. “De standaardliteratuur beschrijft het verenkleed als sterk gelijkend tussen de seksen,” zegt Staffan Andersson, een professor in de dierecologie aan de Universiteit van Göteborg. “Het grootste probleem met deze conclusie is dat ze gebaseerd is op het UV-blinde en geelgestoorde menselijke oog.” Met behulp van een spectrofotometersonde om de veren van in het wild gevangen vogels te scannen, ontdekten Andersson en zijn collega’s dat pimpelmezen zelf geen probleem hebben om mannetjes van vrouwtjes te onderscheiden: Mannetjes hebben een vlek van veren op de kruin van de kop die UV-licht sterk reflecteert; vrouwtjes niet.

Partijke keuze

Blauwe mezen zijn niet de enigen. In 2005 gebruikte Eaton een spectrofotometer om het verenkleed te scannen van museumstudiehuiden van 139 zangvogelsoorten waarbij mannetjes en vrouwtjes op elkaar lijken, van cederwaxwings tot boerenzwaluwen tot spotvogels tot westerweideleeuweriken. Hoewel wetenschappers deze vogels, samen met 70 procent van alle zangvogelsoorten, eerder hadden geclassificeerd als seksueel monochromatisch (mannetjes en vrouwtjes zien er identiek uit), was 90 procent van de door Eaton gescande soorten in werkelijkheid seksueel dichromatisch: verschillend als je rekening houdt met het betere onderscheid van kleuren (waaronder ultraviolet) door vogels en de hoeveelheid UV-licht die veren weerkaatsen. “Voor de vogels zelf zien mannetjes en vrouwtjes er heel verschillend uit,” zegt Eaton.
Dergelijke bevindingen brachten sommige onderzoekers ertoe te speculeren dat de voornaamste rol van het UV-zicht van vogels het selecteren van partners is. In laboratoriumproeven ontdekten Andersson en zijn collega’s dat pimpelmeesvrouwtjes een sterke voorkeur hadden voor mannetjes met de helderste “onzichtbare” kronen – een bewijs dat de UV-reflecterende veren die mensen niet kunnen zien, hun functie vervulden.
Gaandeweg zijn wetenschappers echter tot de conclusie gekomen dat pimpelmezen de uitzondering op de regel zijn. Zeer weinig vogelsoorten gebruiken alleen UV-licht, zonder andere visuele signalen, om partners aan te trekken en te kiezen. “In het algemeen versterkt de ultraviolette reflectie gewoon de kleurpatronen van het verenkleed die wij mensen al kunnen zien,” zegt Dunn. Bij zijn proefpersonen geven “geelkeelvrouwtjes de voorkeur aan mannetjes die helderder zijn, maar niet vanwege de UV-reflectie alleen. Het is meer de helderheid van de veren in het algemeen.”

Nestparasieten

Dus, hoe gebruiken vogels hun UV-zicht? Op een verrassend aantal manieren, zo stellen wetenschappers. Veel zangvogels worden bijvoorbeeld geplaagd door nestparasieten: vogels zoals koekoeken en bruine kuifeenden die hun eieren in een gastnest dumpen en het zware werk van de kinderverzorging overlaten aan de onwillige adoptieouders. Het blijkt dat sommige potentiële gastheren in staat zijn eieren te herkennen en te verwerpen die, voor menselijke ogen, op hun eigen eieren lijken. Zouden vogels reageren op UV-signalen in plaats van op voor mensen zichtbare kleuren?
Het bewijsmateriaal tot nu toe is suggestief maar niet overtuigend. In een studie uit 2007 in de Tsjechische Republiek, wezen zanglijsters experimentele eieren af die onderzoekers hadden ontworpen als perfecte imitaties. Het bleek dat de eieren van de wetenschappers een andere UV-reflectie hadden dan de lijster-eieren. Maar een Canadese studie van 11 soorten die geparasiteerd werden door koereigers vond geen correlatie: Sommige soorten accepteerden eieren die overeenkwamen met de UV-reflectie; andere verwierpen ze.

Signalen van hongerige kuikens

Wetenschappers onderzoeken ook of UV-signalen een rol spelen nadat de eieren zijn uitgekomen. Denk aan hardwerkende oudervogels, die rupsen naar een nest hongerige kuikens brengen. Welk kuiken wordt het eerst gevoed? Bij sommige soorten laten de ouders zich leiden door de grootte van het kuiken of door hoe luid en energiek het bedelt. Maar ook kleur speelt een rol – de helderheid van de opening (rand van de mond) of de kop lijkt een ouder te stimuleren om voedsel aan te bieden. Sommige onderzoekers suggereren dat UV-kleur dit effect kan versterken.
Newy hated Europese rollers, bijvoorbeeld, hebben een stukje kale huid op het voorhoofd dat UV-licht reflecteert. Hun ouders staan voor een bijzondere uitdaging bij het uitdelen van duizendpoten en andere traktaties: Omdat de kuikens van de Europese woelmuizen pas na enkele dagen uit het ei komen, zijn de kuikens die het eerst uit het ei komen groter en hebben ze meer voedsel nodig dan kuikens die later uit het ei komen. In een studie uit 2011 merkten Spaanse onderzoekers op dat zwaardere kuikens de neiging hebben om de minst UV-reflecterende voorhoofdsvlekken te hebben; lichtere kuikens hadden meer reflecterende voorhoofden. Om te testen of dit verschil de ouders helpt beslissen wie het meest te voeden, smeerden de wetenschappers een sunblock-achtige lotion op het voorhoofd van sommige kuikens, terwijl ze op andere een controlelotion gebruikten. De kuikens met de blokkeringsfactor kwamen minder aan dan hun nestgenoten zonder blokkeringsfactor – wat duidelijk aantoont dat ze minder voedsel kregen als ze hun voedingsstatus niet met UV-signalen konden aangeven.

Het vinden van voedsel

Parent-vogels kunnen ook op UV-signalen vertrouwen als ze op zoek zijn naar voedsel. Veel insecten, waaronder motten en vlinders, hebben een lichaamscoating die UV-licht sterk reflecteert. Veel zaden zijn ook reflecterend, en bessen en vruchten ontwikkelen een sterk reflecterende wasachtige coating als ze rijpen. Anderzijds reflecteren de meeste groene bladeren geen UV-licht. Dus ook al lijkt een rode bes voor mensenogen heel goed zichtbaar tegen een groen blad, voor vogels wordt dit contrast versterkt.

“Ik denk dat het belangrijkste resultaat van de ontdekking dat vogels in ultraviolet licht kunnen zien, is dat we beter begrijpen hoe sommige roofvogels hun prooi vinden,” zegt Hill. Stel je bijvoorbeeld een torenvalk voor (Amerikaanse torenvalk, rechts) die hoog op een telefoondraad zit en ver beneden een veld overziet. “Ik heb me altijd afgevraagd hoe een roofvogel aan genoeg te eten komt,” zegt hij. “Je kunt tenslotte 20 keer door een grasveld lopen en nooit een muis zien.”
Maar dat komt omdat wij niet zien wat de vogels zien. Het blijkt dat een van de belangrijkste prooien voor torenvalken, de weidewoelmuis, zich gedraagt als een klein hondje, dat urinestralen gebruikt om zijn sporen door hoog gras te markeren. Ongeveer 15 jaar geleden ontdekten Finse onderzoekers van de Universiteit van Turku dat de urine van de woelmuis UV-licht weerkaatst, wat torenvalken die over open velden zweven duidelijk kunnen zien. “Als je je realiseert dat roofvogels het spoor tot aan het dier kunnen volgen, is het veel logischer,” zegt Hill.
Dat is ook zo. Hoewel mensen zich al lang afvragen hoe het zou zijn om te zweven als een vogel, is de interessantere vraag – met name voor biologen – misschien wel: Hoe zou het zijn om te zien als een vogel?

Cynthia Berger is schrijfster uit Pennsylvania en voormalig hoofdredactrice van het tijdschrift Living Bird.

Vogels en UV-licht: The Eyes Have It

Hoe detecteren vogels ultraviolet (UV) licht? Om deze vraag te beantwoorden moet je de structuur van de vogelogen begrijpen. Het menselijk netvlies heeft drie soorten kegeltjescellen (receptoren die gebruikt worden voor kleurenvisie): rood, groen en blauw. Vogels die overdag actief zijn, hebben daarentegen vier soorten, waaronder één die specifiek gevoelig is voor UV-golflengten. Er is nog een verschil: Bij vogels bevat elke kegelcel een druppeltje gekleurde olie dat bij mensen ontbreekt. De oliedruppel werkt als een filter op een cameralens. Het resultaat is dat vogels niet alleen UV-licht zien, maar ook veel beter dan mensen in het waarnemen van verschillen tussen twee gelijksoortige kleuren.
Hoe ziet de wereld eruit voor een vogel met UV-zicht? “We kunnen het ons niet voorstellen,” zegt ornitholoog Geoffrey Hill van de Auburn University. Omdat vogels meer kleuren kunnen waarnemen dan mensen, kunnen scènes er gevarieerder uitzien. En kleuren die voor mensenogen al helder zijn, worden – versterkt door UV-reflectie – voor vogels waarschijnlijk nog helderder.

Vogelonderzoek levert consumentenproducten op

In de grote traditie van de V.S. beginnen ondernemers gebruik te maken van nieuwe kennis over het zicht van vogels om slimme consumentenproducten uit te vinden. Hier volgen een paar voorbeelden:
Een betere eendenkooi: Watervogeljagers weten dat hoe realistischer een eendenkooi is, hoe beter hij werkt. Ornitholoog Muir Eaton, die al een leven lang op eenden jaagt, zegt: “Toen ik me met dit UV-onderzoek ging bezighouden, zei ik: ‘Potverdorie, ik moet UV-reflecterende verf uitvinden voor mijn lokvogels! Iemand was hem voor. De meeste grote fabrikanten van in massa geproduceerde lokvogels bieden nu UV-reflecterende verf aan als een optie op hun producten.
Botsingen vermijden . . en katten: Elk jaar sterven tot 1 miljard Noord-Amerikaanse vogels nadat ze tegen ramen zijn gebotst, zegt onderzoeker Daniel Klem van het Muhlenberg College. Een manier om vogels te waarschuwen dat een onzichtbare maar solide barrière hun vliegroute blokkeert, is het versieren van ramen met stickers. “Maar dat is nauwelijks visueel bevredigend,” merkt Klem op. Een aangenamere optie voor consumenten zouden ramen zijn die UV-licht reflecteren – onzichtbaar voor vogels maar niet voor mensen – een project waar Klem aan werkt en waarvan hij hoopt fabrikanten ervan te overtuigen het commercieel te produceren. Honderden miljoenen vogels vallen ook elk jaar ten prooi aan buitenkatten. Een ondernemer maakt gebruik van het vermogen van vogels om UV te zien om het probleem te bestrijden door een halsband op de markt te brengen die beweert katachtige roofdieren beter zichtbaar te maken voor vogels.
Camouflagekleding voor vogelaars: Sommige fanatieke vogelaars heroverwegen hun kledingkeuzes nu ze weten dat vogels in UV-straling kunnen zien. Veel moderne kledingkleurstoffen reflecteren UV, net als de “oplichtende” stoffen in sommige wasmiddelen. Tegenwoordig kunnen vogelaars kiezen uit een aantal spraybare behandelingen die hun favoriete jasjes minder opzichtig maken omdat de kleding UV-golflengten absorbeert (in plaats van reflecteert).
Goose Be Gone: Een zwerm overvliegende Canadese ganzen kan een voorbode zijn van een puinhoop. Een manier om zogenaamde “lastige” ganzen te verjagen is door het gras te besproeien met een slecht smakende maar onschadelijke chemische stof die van druiven wordt gemaakt. Uit onderzoek blijkt dat deze behandeling nog doeltreffender is in combinatie met een tweede spray: een stof die UV-licht weerkaatst. De spray is onzichtbaar voor de ogen van de mens, maar maakt een strook behandeld gras duidelijk zichtbaar voor ganzen, een visueel signaal dat de les versterkt: “Dit voedsel smaakt slecht – blijf weg.”

Verander uw tuin in een toevluchtsoord voor vogels en andere wilde dieren door middel van NWF’s Certified Wildlife Habitat® programma.