Djur ser mörkret i färg

Den nattaktiva snabelsvärmaren Deilephila elpenor ser färger även i mörker. Det kunde vi rapportera från Lunds universitet redan för fem år sedan. Nyheten förvånade många. Vi människor är helt färgblinda i svagt ljus, och därför var det en avlägsen tanke att något annat djur skulle ha en rikare färgvärld än vi.

Sedan dess har vi upptäckt att även en nattaktiv ödla – hjälmgeckon – uppfattar färger när ljuset är lika svagt som under en månbelyst natt. Vår forskning tyder på att förmågan att uppfatta nattens färger är vanligare bland djur än vad man tidigare har trott.

Färgseende innebär förmåga att se skillnad mellan föremål som reflekterar ljus av olika våglängd, men som i övrigt är lika. Det kräver att ögats näthinna innehåller minst två typer av ljuskänsliga celler, fotoreceptorer, som reagerar på olika våglängder.

Människan har miljontals fotoreceptorer i form av tappar och stavar. I dagsljus samverkar tre olika slags tappar på ett sätt som gör att hjärnan kan urskilja ljus av olika våglängder.

Nervceller i näthinnan jämför signalerna från de olika typerna av tappar och vidarebefordrar informationen till hjärnans syncentrum. Där uppstår sedan upplevelsen av färger.

I skymningen blir ljuset för svagt för tapparna. Då tar de ljuskänsligare stavarna över. Människan, liksom de flesta andra ryggradsdjur, har bara en sorts stavar. Därför ser vi bara olika nyanser av grått efter mörkrets inbrott.

Men när det är ljust upplever vi fler färger än de flesta andra däggdjur, som bara har två slags tappar. Å andra sidan finns det gott om ryggradsdjur med fyra slags tappar. Det gäller till exempel flertalet fåglar, reptiler och vissa fiskar. Blåmesar och flera andra fåglar kan uppfatta ultraviolett ljus, en färg som vi bara kan drömma om.

Ögon räcker inte som bevis

Ryggradsdjur har ögon med en enda lins, så kallade kameraögon. Insekter och kräftdjur har i stället fasettögon, anhopningar av tusentals delögon som tillsammans skapar en grovkornig bild av världen. Även i sådana ögon varierar antalet typer av fotoreceptorer. Kackerlackor och myror har två olika typer. Bin, getingar, svärmare och jaktspindlar har tre. Vattenloppor har fyra, och flugor och vissa fjärilar har fem olika typer av fotoreceptorer som sträcker sig från det ultravioletta till det röda våglängdsområdet.

Ett kräftdjur som kallas stomatopod har ett svårslaget rekord. Denna stiliga varelse har 16 olika typer av fotoreceptorer – och troligen också djurrikets mest nyanserade färgvärld.

Men ett stort antal olika fotoreceptorer räcker inte som bevis för att ett visst djur verkligen utnyttjar all tillgänglig information om ljusets våglängder. För att veta säkert hur ett djur uppfattar färger i sin omgivning måste man undersöka hur det beter sig. Det var sådana experiment som avslöjade att snabelsvärmaren Deilephila elpenor med sina fasettögon ser färger även när belysningen är så svag att det mänskliga ögat bara uppfattar skiftningar i grått.

Insekter har olika typer av fasettögon beroende på när på dygnet de är aktiva. Många dagaktiva insekter och vissa kräftdjur har så kallade appositionsögon. I ett sådant öga bryter varje fasett ljuset till en egen grupp av fotoreceptorer.

Insekter som är aktiva på natten brukar i stället ha så kallade superpositionsögon. Där passerar ljus från en riktning i rummet genom hundratals fasetter innan det fokuseras på en enda gemensam grupp av fotoreceptorer. Superpositionsögon är ofta relativt stora och har extra ljuskänsliga fotoreceptorer, vilket ytterligare bidrar till god syn i mörker. Nattaktiva svärmare har superpositionsögon som är maximalt känsliga för tre olika delar av spektret (ultraviolett, blått och grönt ljus).

Snabelsvärmare valde rätt

Snabelsvärmaren är en ganska stor och färgglad art som ibland skymtar förbi under sommarkvällar här i Sverige. På vår institution i Lund fick snabelsvärmare lära sig att koppla samman en belöning i form av en slurk sockervatten med antingen gula eller blå pappersblommor. Efter träningen kunde svärmarna med stor säkerhet välja rätt färg i ett experiment. Upprepade försök visade att de föredrog sina inlärda färger framför två andra färger och åtta nyanser av grått i en belysning lika svag som under en stjärnklar natt. Människor som såg blommorna i samma belysning kunde inte uppfatta några färger alls.

Resultaten fick oss att undra om något ryggradsdjur har liknande förmågor. Vi bestämde oss för att börja leta bland geckoödlor.

Alla geckoödlor härstammar från dagaktiva ödlor med en näthinna som bara består av olika typer av tappar känsliga för ultraviolett, blått och grönt ljus. Geckoödlorna har senare under sin utvecklingshistoria blivit nattaktiva. Men deras näthinnor saknar de ljuskänsligare stavarna. I stället har de utvecklat allt större och ljuskänsligare tappar. Sådana tappar skulle kunna urskilja färger om natten.

För att undersöka saken studerade vi hjälmgeckoödlan Tarentola chazaliae som normalt lever i nordvästra Afrikas kusttrakter. I vårt laboratorium fäste vi syrsor – godbitar för en geckoödla – i två olika pincetter med blått respektive grått rutmönster. Syrsan vid det grå mönstret var doppad i salt för att smaka illa. Syrsan vid det blå mönstret var osaltad och välsmakande.

Ödlorna fick välja fritt. Det krävdes nästan ett halvår av träning innan de lärde sig att syrsorna vid det blårutiga mönstret var godast. Men när de väl hade förstått sambandet kunde ödlorna med stor säkerhet välja det blå mönstret framför det grå i en belysning som motsvarar svagt månljus. Vi hade matchat rutmönstren genom beräkningar och mätningar så att en gecko inte skulle kunna se någon skillnad mellan dem i svagt ljus om den varit färgblind. Därmed kunde vi alltså slå fast att hjälmgeckon kan urskilja färger i mörker.

Fler djur kan ha förmågan

Mycket talar för att andra större nattaktiva insekter med superpositionsögon, till exempel stora svärmare och skalbaggar, också kan uppfatta mörkrets färger. Samma sak skulle kunna gälla insekter med mycket känsliga appositionsögon, till exempel gräshoppor och vissa tropiska bin som letar efter föda under mörka och molniga nätter. Det finns även stora nattaktiva jaktspindlar med kameraögon värda att studera.

Bland ryggradsdjuren har paddor och grodor utöver sina tre typer av tappar också två slags stavar. Stavarna är känsliga för ljus av olika våglängder. Därmed är det tänkbart att de skulle kunna urskilja färger i mörker.

Det finns också intressanta mätningar gjorda på nedsövda guldfiskar som visar att deras tappar för röda våglängder är mycket ljuskänsliga. Sådana tappar skulle kunna samarbeta med stavarna i svagt ljus så att fiskarna kan urskilja färger. Men det är ännu oklart hur fiskarna använder signalerna från sina olika fotoreceptorer.

I dagsljus är färger viktiga för många djur. Djur som äter nektar använder sitt färgseende för att hitta de bästa blommorna. Fjärilar, fåglar och ödlor använder färger bland annat för att hitta bra partner att para sig med. Och när vi primater ska skilja mogna frukter från omogna kommer det väl till pass att kunna se skillnaden mellan grönt och gult eller rött.

Man kan fråga sig varför vissa djur ser färger även på natten. Men med tanke på hur användbara färgerna är borde man kanske i stället undra varför så många djur, inklusive de flesta ryggradsdjur, blir färgblinda när mörkret faller.