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Leuchtende Lebewesen Blinkend den richtigen Partner finden

Magisches Licht oder erklärbarer Prozess? Chemiker Dieter Weiss ist fasziniert vom rätselhaftem Leuchten, das in der Tier- und Pflanzenwelt vorkommt.

Gelb erleuchtete Glühwürmchen in einem dunklen Wald.
Legende: Blinkende Singles auf Partner-Pirsch: Glühwürmchen nutzen ihr Leuchten für die Partnersuche. Getty Images

SRF: Wann und warum begannen die ersten Wesen zu leuchten?

Dieter Weiss: Es gibt verschiedene Hypothesen. Die glaubwürdigste ist, dass die Lumineszenz ein uralter Prozess ist, der schon auf die Entstehung des Lebens auf der Erde zurückgeht.

Als das Leben vor rund drei Milliarden Jahren entstanden ist, war Sauerstoff nicht vorhanden. Nachdem die Photosynthese aufgetaucht ist, wurde erstmals Sauerstoff produziert.

Damals war Sauerstoff für die meisten Lebewesen aber giftig. So mussten sie sich dann anpassen und einen Mechanismus entwickeln, um den Sauerstoff zu entgiften und in eine unschädliche Form umzuwandeln. Alle Biolumineszenz-Reaktionen, die wir kennen, funktionieren nur mit Sauerstoff.

Wenn Lebewesen von innen heraus leuchten und glühen: Illustration zur Biolumineszenz verschiedener Lebewesen.
Legende: Wenn Lebewesen von innen heraus leuchten und glühen: Illustration zur Biolumineszenz verschiedener Lebewesen. Brockhaus 14. Aufl. , Link öffnet in einem neuen Fenster

Die Organismen, die den Sauerstoff damals noch nicht vertragen haben, haben ihn sozusagen abgefackelt.

So ist es.

Welche Organismen haben sich später diesen Nebeneffekt, das Leuchten, zunutze gemacht?

Vor allem Organismen, die in der ständigen Dunkelheit leben. Für die ist das Leuchten eine nützliche Eigenschaft. Darum leben die meisten leuchtenden Lebewesen in der Tiefsee.

Wozu brauchen diese Lebewesen das Licht?

Das Licht hat verschiedene Funktionen. Es wird gebraucht, um etwa Nahrung anzulocken. Es gibt Fische, die leuchten, um ihre Beute zu ködern. Kommt dann ein neugieriger Fisch, wird er aufgefressen. Andere Lebewesen haben Suchscheinwerfer, die den Ozeanboden mit rotem Licht absuchen, um Nahrung zu finden.

Es gibt Fische, die leuchten, um ihre Beute zu ködern.

Andere wiederum lösen mit ihrem Licht einen Alarm aus: Werden sie angegriffen, geben sie einen hellen Lichtblitz von sich. Dieser lockt andere Fressfeinde an, die mit ihren eigentlichen Angreifern fertig werden. Es gibt aber auch Lebewesen, die sich mit Licht tarnen.

An der australischen Norfolk Bay leuchten Lebewesen mit fluoreszierenden Inhaltsstoffen.
Legende: Fluoreszenz unter Wasser: An der australischen Norfolk Bay leuchten Lebewesen mit fluoreszierenden Inhaltsstoffen. Keystone

Wie tarnen sich diese Tiere mit Licht?

In der Tiefsee ist es zwar dunkel, aber es gibt immer einen Gradienten: Oben ist es immer heller als unten. Schwimmt ein Fisch oben, wirft er nach unten einen Schatten, auch wenn der Schatten ganz schwach ist.

Es gibt Lebewesen, die haben auf dem Bauch Leuchtorgane, die ein bisschen Licht abstrahlen, sodass sich dieser Schatten auflöst. Schwimmt ein Fisch unter ihnen durch, kann er ihren Schatten nicht mehr sehen.

Glühwürmchen sind für uns die bekanntesten Tiere, die leuchten. Warum leuchten sie? Chemisch hat es ja einen Grund, aber warum haben sie das Leuchten beibehalten?

Glühwürmchen sind nachtaktiv. Einige nutzen ihr Leuchten zur Partnersuche. Das heisst, Glühwürmchen-Arten blinken, sie haben jeweils einen Blinkrhythmus.

Aus der Vielzahl der leuchtenden Glühwürmchen suchen sie dann einen Partner aus, der denselben Rhythmus hat. Die Weibchen locken die Männchen an, die Männchen blinken die Weibchen an, und so kommunizieren sie ein bisschen.

Weshalb ein Pilz Licht braucht, weiss die Forschung nicht: Er bewegt sich nicht, und er lockt niemanden an.

Es gibt auch Lebewesen, die diesen Nebeneffekt nicht brauchen. Welche sind das?

Es gibt Pilze, die Licht abstrahlen. Auch bei uns, etwa der Hallimasch. Warum der aber leuchtet, weiss niemand. Sein Licht ist auch nicht sichtbar, weil der Pilz unterhalb der Baumrinde oder im Boden leuchtet.

Auch im tropischen Urwald gibt’s leuchtende Pilze, die leuchten wirklich hübsch. Aber weshalb ein Pilz Licht braucht – er bewegt sich nicht, er lockt niemanden an – das weiss die Forschung nicht. Dasselbe gilt für gewisse Bakterien.

Ein Pilz auf Eichenholz: links bei Licht, rechts bei Nacht grün erleuchtet.
Legende: Ein Stück Eichenholz beimpft mit Panellus. In der Dunkelheit ist die grünliche Biolumineszenz sichtbar. Dieter Weiss , Link öffnet in einem neuen Fenster

Es gibt das Phänomen des sogenannten «Angel’s Glow». Das geht zurück auf eine Geschichte aus dem Bürgerkrieg in den USA, wo Soldaten leuchtende Wunden hatten. Worum ging es da?

Das war ein erstaunliches Phänomen. Im vorletzten Jahrhundert sind die meisten Leute nicht durch direkte Kriegseinwirkung gestorben, sondern hinterher an ihren Verletzungen: etwa an Wundbrand oder an Krankheiten, die sie sich später geholt hatte.

Bei einer speziellen Schlacht im amerikanischen Bürgerkrieg, der Schlacht von Shiloh 1862, war es ähnlich. Sie fand Anfang April statt, bei kaltem und schlechten Wetter. Es gab zahllose Verletzte und Verwundete, die geblutet und auf dem Schlachtfeld liegengeblieben sind. Viele sind gestorben.

Die Leuchtbakterien haben verhindert, dass sich giftige Bakterien in den Wunden festsetzen.

Bei den Überlebenden hat man aber festgestellt, dass die Wunden im Dunkeln ein schwaches Leuchten ausgestrahlt haben. Das nannte man dann «Angel’s Glow».

Verschiedene, leuchtende Meeresorganismen.
Legende: Biolumineszenz ist besonders im Ozean bei Meeresorganismen weit verbreitet. S. Haddok , Link öffnet in einem neuen Fenster

Diejenigen mit den leuchtenden, offenen Wunden waren genau die, die ihre Verletzungen überlebt haben. Die Bezeichnung bekam dieses Leuchten aber nur, weil man damals noch nicht wusste, worum es geht.

Erst später fand man heraus, dass die Besiedlung leuchtender, nicht giftiger Bakterien das Wachsen anderer Bakterien unterdrückte und so den Heilungsprozess begünstigte.

Wer das «Angel's Glow» hatte, hatte also Glück?

Fast alle mit den leuchtenden Wunden haben überlebt. Die Leuchtbakterien haben verhindert, dass sich andere, giftige pathogene Bakterien in den Wunden festsetzen und schwere Krankheitsbilder auslösen wie etwa Wundbrand.

Damals dachte man, es sei etwas Spirituelles.

Ja, weil man noch keine wissenschaftliche Erklärung dafür hatte und die Bakterien nicht kannte.

Das Gespräch führte Katharina Bochsler.

Sendung: Radio SRF 2 Kultur, Wissenschaftsmagazin, 30.12.2017, 12:40 Uhr

Zur Person

Dieter Weiss, 1958 in Plauen geboren, ist Chemiker und wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena.

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