Als ich noch Ornithologie unterrichtete, stellten mir meine Studenten im Laufe des Semesters immer wieder verschiedene Fragen. Eine davon war: Warum sind Rotkehlcheneier blau?

Sogar Charles Darwin fragte sich, warum die Eierschalen der Vögel aus evolutionären Gründen von weiß bis dunkelgrün-blau gefärbt sind. Da dies eine so einfache und offensichtliche Frage ist, sollte man meinen, dass jemand den Grund schon längst herausgefunden hat. Und tatsächlich gibt es eine Reihe von Hypothesen, die die Pigmentierung der Eierschalen erklären – die am weitesten verbreitete ist entweder die Tarnung oder der Schutz vor Sonnenlicht.

Die Tarnung durch matte, gesprenkelte Eierschalen ist natürlich der wichtigste Faktor, der die Evolution der Eierschalenfarben und -muster vorangetrieben hat, insbesondere bei Vögeln, die am Boden oder in Bodennähe nisten.

Aber die Tarnung erklärt nicht, warum die Eier anderer Vögel helle, einfarbige Farben haben, wie z. B. ungesprenkeltes Weiß oder intensive Blau- und Grüntöne – da diese Farben die Eier leicht erkennbar machen können, besonders wenn sie sich in einem Nest mit offener Schale befinden. Einfarbige, helle Eierschalenfarben müssen also zwangsläufig aus anderen evolutionären Zwängen resultieren als die Tarnung vor hungrigen Räubern. Die andere weithin akzeptierte Hypothese besagt, dass einfarbige, ungesprenkelte Eier der beste Kompromiss sein könnten, um die Sonneneinstrahlung zu überleben.

Um die Wechselwirkungen zwischen Eierschalenpigmenten und Sonnenlicht zu klären, haben sich David Lahti, Assistenzprofessor für Biologie an der City University of New York, und Dan Ardia, außerordentlicher Professor für Biologie am Franklin & Marshall College, zusammengetan, um einen genaueren Blick darauf zu werfen.

Ihre zentralen Fragen konzentrierten sich darauf, ob die Pigmentierung der Eierschale dem Ei helfen könnte, ein Gleichgewicht zwischen zwei gegensätzlichen und potenziell schädlichen Auswirkungen des Sonnenlichts aufrechtzuerhalten: die Übertragung von Licht (einschließlich UV) durch weiße oder helle Eierschalen und die schnelle Überhitzung von Eiern mit dunkleren (grünlich-blauen) Schalen.

Da der Dorfwebervogel, Ploceus cucullatus, Eier in einer Reihe von festen Farben produziert, von weiß bis zu einem mittleren grünlich-blauen Farbton, war es möglich, direkte quantitative Vergleiche für eine Vielzahl von Eierschalenfarben durchzuführen, die von dieser Art in einer kontrollierten Lichtumgebung produziert werden.

Die Forscher testeten vier Komponenten der Sonnenlicht-Hypothese:

1. schädliche ultraviolette (UV) Strahlung kann durch Vogeleierschalen dringen
2. infrarote (IR) Strahlung in natürlicher Intensität kann das Innere der Eier erwärmen
3. eine intensivere Eierfärbung verringert die Lichtdurchlässigkeit („Pigment als Sonnenschirm“)
4. eine intensivere Eierfärbung erhöht die Absorption von Licht durch die Eierschale und erwärmt das Innere des Eies („Dark-Car-Effekt“)

Die Forscher maßen die drei Verläufe von sichtbarem Licht, das auf ein Vogelei fällt, und verglichen diese Verläufe für ein weißes Ei mit denen für ein grünlich-blaues Ei und stellten fest, dass die Farbe der Eierschale das Reflexionsvermögen (R; linke Spalte), die Absorption (A; mittlere Spalte) und den Transmissionsgrad (T; rechte Spalte) des Sonnenlichts beeinflusst (Abbildung 4):

Weitere Experimente ergaben, dass die dunkleren (grünlich-blauen) Eierschalen, genau wie von den Forschern vorhergesagt, das Innere des Eies (wo sich der kostbare Embryo entwickelt) besser vor Licht, einschließlich gefährlicher, DNA-schädigender UV-Strahlung, schützen. Aber gleichzeitig erlaubten die dunkleren Pigmente den Eiern auch, mehr Licht zu absorbieren, was dazu führte, dass sie sich schneller erwärmten – und Überhitzung kann die embryonale Entwicklung beschleunigen, was dann zu einer Reihe anderer Probleme führt.

In Umgebungen mit mäßigem Licht, wie z. B. Wäldern, in denen amerikanische Rotkehlchen typischerweise nisten, entwickeln sich die Eier der Vögel also in Richtung dunkel, um den Embryo vor der Sonne zu schützen, während Nester in helleren Umgebungen, wie z. B. in offenen Parklandschaften, halbtrockenen und trockenen Regionen, wegen der Gefahr einer schnellen Überhitzung weiße oder hellere Eierschalen bevorzugen.

Diese Erkenntnisse sind nützlich für die Vorhersage der Arten von Umgebungen, in denen Vögel nisten, können aber auch erklären, warum einige Vogelarten, wie der Dorfwebervogel, Eier mit einer Vielzahl von Farben produzieren, von weiß bis dunkel grünlich-blau.