Wie Kalmare im Dunkeln kommunizieren

Raffinierte Informationsvermittlung: In der Dämmerzone der Meere lebende Humboldt-Kalmare nutzen offenbar eine erstaunlich komplexe Form der Kommunikation. Wie Filmaufnahmen nahelegen, „besprechen“ sich die Kopffüßer über visuelle Farbsignale auf ihrer Haut. Dabei identifizierten die Forscher sogar für Sprache typische Elemente. Sichtbar werden die Nachrichten im Dunkeln dank einer körpereigenen Beleuchtung.

In den Tiefen der Meere lebende Kalmare gehören zu den geheimnisvollsten Vertretern der Kopffüßer. Die Tiere, die in den Dämmerzonen des Ozeans und teilweise sogar in der stockdunklen Tiefsee zuhause sind, haben faszinierende Strategien für das Leben in diesen extremen Umgebungen entwickelt.

Kommunikation im Dunkeln

Wie auch viele ihrer in weniger tiefen Gefilden heimischen Verwandten können zum Beispiel Humboldt-Kalmare (Dosidicus gigas) blitzschnell die Farbe ihrer Haut verändern. Forscher vermuten, dass die bis zu 2,5 Meter langen Tintenfische über solche Farb- und Musterwechsel mit Artgenossen kommunizieren. Denn die oftmals in Schwärmen auftretenden Tiere kollidieren praktisch nie miteinander und scheinen bei der Jagd nach Beute sogar zu kooperieren.

Rätselhaft blieb bisher allerdings, wie diese Form der Kommunikation in fast vollkommener Dunkelheit überhaupt gelingen kann. Um dieser Frage nachzugehen, haben Benjamin Burford von der Stanford University und Bruce Robison vom Monterey Bay Aquarium Research Institute die Kopffüßer nun in Aktion beobachtet.

Farbspiele auf der Haut

Für ihre Studie machten die Wissenschaftler mithilfe von Unterwasserrobotern Videoaufnahmen von insgesamt 30 Humboldt-Kalmaren im sogenannten Kalifornienstrom des nördlichen Pazifik. Wie sie berichten, hielten sich die Tintenfische in Tiefen von 266 bis 848 Metern auf und zeigten die typischen Farbsignale, wenn sie mit anderen Kopffüßern derselben Spezies unterwegs waren.

Burford und Robison analysierten das Filmmaterial, um wiederkehrende Muster in diesen Farbspielen zu entdecken: Gab es Unterschiede zwischen jagenden und nicht jagenden Humbold-Kalmaren? Und wie veränderte sich die Erscheinung ihrer Haut abhängig von der Zahl der insgesamt anwesenden Tintenfische?

Komplex wie bei einer Sprache

Die Auswertungen bestätigten, dass die Pigmentierungsmuster tatsächlich kontextabhängig waren. Je nach Situation nutzten die Kopffüßer demnach ganz spezielle Signale. Die farbigen Zeichen auf der Haut waren dabei so detailreich und komplex, dass die Tiere damit tatsächlich präzise Nachrichten vermitteln könnten.

Die Forscher wollen sogar für Sprache typische Elemente erkannt haben, die beispielsweise Attributen oder Positionsworten entsprechen könnten. „Unsere Daten legen nahe, dass die von Dosidicus gigas gezeigten visuellen Signale Merkmale mit fortgeschrittenen Formen der tierischen Kommunikation gemein haben“, konstatieren Burford und Robison.

Beleuchtung durch Photophore

Wie aber werden die kommunizierten Informationen in der Dunkelheit sichtbar? Die Forscher hatten einen Verdacht: Neben den für die Farbwechsel zuständigen Chromatophoren besitzen Humboldt-Kalmare unter der Haut auch sogenannte Photophore. Diese Leuchtorgane sind in der Lage, Licht zu erzeugen, und könnten die Farbmuster illuminieren – wie das Hintergrundlicht, welches die Buchstaben bei einem E-Book-Reader hervorhebt.

Doch stimmt das auch? Leider überdeckte das künstliche Licht, das für die Filmaufnahmen nötig war, das subtile Leuchten der Tiere. Daher wählten die Wissenschaftler einen anderen Ansatz. Sie untersuchten, wo am Tintenfischkörper die meisten Leuchtorgane sitzen.

Anpassung an das Leben im offenen Meer

Dabei stellten sie fest: Tatsächlich ist die Dichte der Photophore dort am höchsten, wo die Kalmare ihre komplexesten Farbmuster zeigen – zwischen den Augen und an den Rändern der Flossen. Für das Forscherteam ist damit klar, dass die Kalmare in der Dunkelheit über beleuchtete Farbmuster miteinander kommunizieren.

„Viele Kopffüßer, die in flachen Gewässern leben, besitzen diese Leuchtorgane nicht. Es könnte sich daher um eine entscheidende evolutionäre Innovation für das Leben im offenen Ozean handeln“, sagt Burford. Die Fähigkeit zur komplexen Kommunikation fördert wahrscheinlich das Gruppenverhalten dieser sozialen und intelligenten Tiere, wie er erklärt.

Weitere Forschung geplant

In Zukunft wollen die Wissenschaftler das Kommunikationsverhalten der Kalmare näher untersuchen. Dank verbesserter Technik könnten sie bei weiteren Untersuchungen das Leuchten der Tiere direkt im Wasser sichtbar machen und ihre Theorie so bestätigen. Zudem wollen sie herausfinden, ob die Tintenfische tatsächlich in einer der menschlichen ähnlichen Sprache miteinander kommunizieren.

„Die Signale von Kopffüßern im tiefen Ozean müssen weiter erforscht werden, um zu verstehen, wie und wieviel Information in einer der herausforderndsten Umgebungen des Planeten im Hinblick auf visuelle Kommunikation geteilt werden kann“, so das Fazit des Teams. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; doi: 10.1073/pnas.1920875117)

Quelle: PNAS/ Stanford University