Rentieraugen leuchten im Winter blau statt golden

Rund um Tromsø in Nordnorwegen geht die Sonne von Ende November bis Ende Januar nicht auf. Von Mitte Mai bis Ende Juli dagegen geht sie nicht unter. Rentiere, die dort leben, müssen mit beidem zurechtkommen: mit Licht rund um die Uhr und mit wochenlanger Dämmerung. Ein Teil ihrer Lösung steckt in einem Detail, das man nur sieht, wenn man ihnen tief in die Augen leuchtet.

Ein Spiegel hinter der Netzhaut Viele Säugetiere haben hinter der Netzhaut eine reflektierende Schicht, das Tapetum lucidum. Man kennt den Effekt von Katzen oder Rehen, deren Augen nachts im Scheinwerferlicht aufleuchten. Die Schicht wirft Licht, das die Netzhaut einmal durchquert hat, ein zweites Mal hindurch. So bekommen die Sehzellen bei wenig Licht eine zweite Chance. Menschen haben dieses Tapetum nicht.

Bei Rentieren aus der Arktis verändert diese Schicht ihre Farbe mit den Jahreszeiten, die Iris bleibt dabei, wie sie ist. Im Sommer ist das Tapetum überwiegend golden, im Winter durchgehend tiefblau. Das hat ein Team um den Biologen Karl-Arne Stokkan von der Universität Tromsø und den Neurowissenschaftler Glen Jeffery vom University College London untersucht. Die Studie erschien bereits am 30. Oktober 2013 in der Fachzeitschrift Proceedings of the Royal Society B. Die Autoren beschrieben damit nach eigenen Angaben zum ersten Mal einen jahreszeitlichen Wandel dieser Schicht bei einem Säugetier.

Weniger Spiegel, mehr Streulicht Der Farbwechsel ist mehr als Optik. Im Sommer wirft das goldene Tapetum mehr als 95 Prozent des Lichts direkt zurück, im Winter sind es nur noch etwa 40 Prozent. Die Forschenden vermuten, dass die blaue Schicht das Licht nicht einfach zurückspiegelt, sondern es kreuz und quer durch die Sehzellen streut. Dadurch könnten die Zellen mehr davon einfangen.

Messungen der elektrischen Antworten der Netzhaut passen dazu: Winteraugen reagierten deutlich stärker auf schwaches Licht als Sommeraugen. In einem Beispiel aus der Studie war ein Teil des Signals im Winter mehr als viermal so groß.

Symbolbild: Ein Rentier steht in der blauen Dämmerung der Polarnacht im Schnee. Seine Augen werfen das Licht tiefblau zurück – die Spiegelschicht hinter der Netzhaut färbt sich im Winter blau. (Foto: © Innoo Good News Fotografie mit KI optimiert) Der Preis: ein unschärferes Bild Der Gewinn hat eine Kehrseite. Weil das Licht gestreut wird, verschwimmt das Bild, die Rentiere sehen im Winter weniger scharf. Die Forschenden halten das für verkraftbar: Um Feinde zu entdecken, kommt es in der Dunkelheit weniger auf Details an als darauf, Bewegung wahrzunehmen. Rentierhalter berichten nach Angaben der Universität Tromsø Ähnliches: Wer neben einer Herde im Winter stillsteht, bleibt oft unbemerkt, wer sich bewegt, schreckt die Tiere auf.

Wie aus Gold Blau wird Die Ursache liegt vermutlich im Augeninnendruck. In der langen Dunkelheit bleiben die Pupillen der Rentiere weit geöffnet. Die Forschenden nehmen an, dass dadurch Flüssigkeit schlechter aus dem Auge abfließt. Tatsächlich lag der Augeninnendruck der untersuchten Tiere im Winter im Mittel bei 18,1, im Sommer bei 13,3 Millimetern Quecksilbersäule.

Der höhere Druck presst die feinen Kollagenfasern im Tapetum enger zusammen: Im Winter lagen sie rund 26 Nanometer auseinander, im Sommer gut 43. Je enger die Fasern, desto kurzwelliger, also blauer, ist das zurückgeworfene Licht. Ein kleiner Versuch stützt das: Als die Forschenden ein Sommer-Tapetum mit einem Gewicht beschwerten, wurde es blau. Die Autoren betonen allerdings selbst, dass die ganze Kette aus Pupille, Druck, Farbe und Empfindlichkeit erschlossen und nicht lückenlos bewiesen ist.

Spannend ist eine Gruppe von Tieren, die auf dem Universitätsgelände in Tromsø lebte und dort das Licht der Stadt abbekam. Ihr Tapetum wurde im Winter nicht tiefblau, sondern grün.

Kurz erklärt: Tapetum lucidum Lateinisch für „leuchtender Teppich“: eine Schicht hinter der Netzhaut, die Licht zurückwirft. Sie sorgt bei vielen Tieren für besseres Sehen in der Dämmerung und für das typische Augenleuchten im Scheinwerferlicht. Bei Rentieren entsteht die Farbe des Leuchtens durch den Abstand winziger Kollagenfasern, nicht durch Farbstoffe.

Ein Auge, das mit der Jahreszeit geht Rentiere tragen also kein festes Werkzeug zum Sehen mit sich herum, sondern eines, das sich an die Jahreszeit anpasst. Ob andere Tiere der Arktis einen ähnlichen Weg gehen, ist laut den Forschenden noch offen.