Wie Fische die Optik austricksen

Bristol (England) – Spiegelnde Oberflächen reflektieren Licht und polarisieren es dabei automatisch. Aus diesem Grund können beispielsweise polarisierende Brillengläser oder spezielle Kamerafilter blendendes Licht wegfiltern, das von einem Gegenstand zurückgeworfen wird. Doch silbrige Fische wie Heringe, Sardinen oder Sprotten können diesen Effekt offenbar umgehen, damit sind sie für Fressfeinde schwerer zu entdecken. Wie das funktioniert, erklären Wissenschaftler jetzt in der Zeitschrift „Nature Photonics“.

Die Haut der Fische besteht aus einer mehrschichtigen Struktur von sogenannten Guaninkristallen. Bisher dachte man, dass diese Kristalle einfallendes Licht vollständig polarisieren. Ein Forscherteam um Thomas Jordan der Universität Bristol hat allerdings festgestellt, dass bei den Fischen zwei verschiedene Varianten der Guaninkristalle vorkommen, die sich in ihren optischen Eigenschaften unterscheiden. Die Mischung beider Kristalltypen in der Fischhaut verhindert dann eine Polarisation, da die einzelnen Kristalltypen bei unterschiedlichen Einfallswinkeln des Lichts Polarisationseffekte zeigen.

„Wir glauben, dass diese Fischgattung die spezielle, mehrschichtige Struktur entwickelt hat, um sich vor Jägern wie Delfinen oder Thunfischen zu verstecken. Die Fische haben einen Weg gefunden, ihre Reflexion aus allen Blickwinkeln zu maximieren. Das hilft dem Fisch, sich der Umgebung des offenen Ozeans optimal anzupassen, und erhöht damit die Wahrscheinlichkeit, nicht gesehen zu werden“, sagt Nicholas Roberts, der an den Untersuchungen mit Atlantischen Heringen beteiligt war.

Diese geschickte Kombination von unterschiedlichen Kristallen könnte zu neuen Anwendungen in der modernen Optik führen, wie Thomas Jordan weiter erklärt: „Viele moderne optische Geräte wie Leuchtdioden oder Glasfaserkabel nutzen für eine bessere Effizienz spezielle, nicht-polarisierende Reflektoren. Allerdings braucht man momentan für diese von Menschen konstruierten Reflektoren Materialien mit optischen Eigenschaften, die nicht immer ideal sind.“ Der Mechanismus, der sich bei den Fischen entwickelt habe, biete daher einen neuen Weg, um solche Reflektoren herzustellen.