Kunnen vogels kleuren zien?

Ja, vogels zien kleur, en de meeste soorten zien het beter dan wij. Mensen hebben drie soorten kleurgevoelige kegeltjes in het netvlies. De meeste vogels hebben er vier, waaronder één die violet of ultraviolet licht opvangt dat voor ons onzichtbaar is: uv-gevoelige soorten zien ongeveer 300 tot 700 nm, wij ongeveer 400 tot 700 nm. Elk kegeltje van een vogel bevat bovendien een piepklein gekleurd oliedruppeltje dat als filter werkt en het onderscheid tussen vergelijkbare kleuren scherper maakt.

Het resultaat is een wereld met meer kleuren dan wij ons kunnen voorstellen. Veren, bloemen, vruchten en eieren dragen patronen die alleen vogels zien. De belangrijkste uitzonderingen zijn uilen en andere nachtvogels, die een deel van hun kleurenzicht inruilen voor beter zicht in het donker.

Kort antwoord: kleurenzien bij vogels in één oogopslag

Hoe werkt het kleurenzien van vogels?

Kegeltjes en staafjes

Net als wij hebben vogels twee hoofdsoorten lichtgevoelige cellen in het netvlies. Staafjes werken bij weinig licht en onderscheiden geen kleuren. Kegeltjes werken bij meer licht en zijn er in verschillende typen, elk het gevoeligst voor een ander deel van het spectrum. De hersenen vergelijken de signalen van de verschillende kegeltypen om kleur te bepalen.

Mensen hebben drie kegeltypen, ruwweg afgestemd op blauw, groen en rood licht. Daarom heten we trichromaten en daarom kunnen beeldschermen ons met alleen rode, groene en blauwe pixels voor de gek houden.

Een vierde kegeltje

De meeste vogels hebben vier soorten enkelvoudige kegeltjes voor kleurenzien. Drie komen ruwweg overeen met de onze en zijn gevoelig voor korte (blauw), middelste (groen) en lange (rood) golflengten. Het vierde is afgestemd op zeer korte golflengten.

Dat vierde kegeltje bestaat in twee hoofdvormen:

• Uv-gevoelig (UVS). Het gevoeligst voor ultraviolet licht. Komt voor bij de meeste zangvogels, en onder meer bij papegaaien en meeuwen.
• Violetgevoelig (VS). Het gevoeligst voor violet, maar nog steeds in staat wat nabij-ultraviolet waar te nemen. Komt voor bij veel andere vogels, waaronder veel roofvogels, watervogels en hoenderachtigen.

Hoe dan ook hebben vogels een vierde kleurdimensie die wij missen. Wetenschappers noemen ze tetrachromaten. Ons artikel over of vogels ultraviolet licht kunnen zien gaat dieper in op de uv-kant van het verhaal.

Oliedruppeltjes als filters

In elk kegeltje van een vogel zit een piepklein oliedruppeltje, zo geplaatst dat het licht er eerst doorheen gaat voordat het het lichtgevoelige pigment bereikt. De meeste druppeltjes zijn gekleurd door carotenoïden, pigmenten die vogels uit hun voedsel halen, en ze werken als gekleurde filters op een camera.

Elk druppeltje houdt kortere golflengten tegen, waardoor het bereik waarop elk kegeltje reageert smaller wordt. Dat vermindert de overlap tussen kegeltypen, wat het vermogen om vergelijkbare kleuren te onderscheiden vermoedelijk verbetert. De keerzijde is dat filteren licht kost, en dat is een van de redenen dat vogelkegeltjes bij zeer weinig licht minder bruikbaar zijn.

Dubbele kegeltjes

Vogels hebben ook dubbele kegeltjes, paren van aan elkaar gekoppelde cellen die in veel vogelnetvliezen het meest voorkomende kegeltype zijn. Ze lijken niet op de gewone manier voor kleur te worden gebruikt. De meeste onderzoekers denken dat ze helpen bij het inschatten van helderheid, het waarnemen van beweging en misschien fijne patronen. Sommigen opperen ook een rol bij het waarnemen van het aardmagnetisch veld, maar dat wordt nog onderzocht.

Zien vogels meer kleuren dan wij?

Hoogstwaarschijnlijk. Met vier kegeltypen heeft de kleurruimte van een vogel een extra dimensie. In theorie kunnen vogels veel meer kleurcombinaties onderscheiden dan mensen.

Kleuren die wij ons niet kunnen voorstellen

Mensen zien paars, dat geen enkele golflengte van licht is maar een mengsel van blauw en rood, de twee uiteinden van ons zichtbare spectrum. Zulke kleuren heten niet-spectrale kleuren.

Vogels kunnen in principe veel meer niet-spectrale kleuren zien, omdat ze ultraviolet met elk van de andere kegelsignalen kunnen combineren. Een studie uit 2020 onder leiding van Mary Caswell Stoddard van Princeton University testte dit met wilde breedstaartkolibries in de bergen van Colorado. De vogels leerden suikerwater te vinden bij bepaalde gekleurde lampjes, en ze onderscheidden betrouwbaar combinaties als ultraviolet plus groen en ultraviolet plus rood van zuiver groen of rood. Voor ons zien die kleuren er hetzelfde uit. Het team schatte ook dat een groot deel van de kleuren in verenkleden en planten niet-spectrale mengsels bevat die vogels kunnen waarnemen.

Hoe die kleuren er voor een vogel werkelijk uitzien, is onkenbaar. We kunnen meten wat vogels kunnen onderscheiden, niet hoe ze het beleven.

Scherper kleuronderscheid

Omdat oliedruppeltjes de gevoeligheid van elk kegeltje versmallen, zijn vogels vermoedelijk beter dan mensen in het onderscheiden van subtiel verschillende tinten, in elk geval bij goed licht. Dat helpt bij het beoordelen van de rijpheid van vruchten, het ontdekken van gecamoufleerde insecten en het inschatten van het verenkleed van rivalen en partners.

Waarvoor gebruiken vogels hun kleurenzien?

Voedsel vinden

Veel vruchten geven met kleur aan dat ze rijp zijn. Vogels zijn belangrijke zaadverspreiders voor bessendragende struiken en bomen, en vruchten die door vogels worden gegeten zijn vaak rood, paars of zwart. Denk aan lijsterbes, vlier, meidoorn en sleedoorn. Sommige vruchten met een waslaagje op de schil, zoals sleedoornbessen, weerkaatsen ook ultraviolet licht, waardoor ze voor vogels mogelijk extra opvallen tussen het blad. Voor plantideeën, zie besdragende struiken die vogels de hele winter voeden.

Bloemen die door vogels worden bestoven, zoals kolibriebloemen in Amerika en bloemen die door honingzuigers in Afrika en Azië worden bezocht, zijn vaak rood of oranje. Dat heeft minder te maken met een voorliefde van vogels voor rood dan met het feit dat die bloemen minder opvallen voor bijen, die rood slecht zien. Kolibries kunnen elke kleur zien en leren.

Een partner kiezen

Kleur staat centraal in de balts van veel vogels. De rode borst van een mannetjesgoudvink, de oranjerode staart en borst van een gekraagde roodstaart of het glanzende verenkleed van een spreeuw in het voorjaar zeggen allemaal iets over leeftijd, gezondheid en kwaliteit. Ons artikel over waarom mannetjesvogels fellere kleuren hebben legt uit hoe zulke signalen ontstaan.

Omdat vogels ultraviolet zien, zijn sommige signalen volledig voor ons verborgen. Het best onderzochte voorbeeld is de pimpelmees, een van de bekendste tuinvogels in Nederland en België. De blauwe kruin van het mannetje weerkaatst sterk in het ultraviolet, en onderzoek liet zien dat vrouwtjes op dit uv-signaal letten bij de partnerkeuze. Voor ons zien mannetjes en vrouwtjes er bijna hetzelfde uit.

Mannetjes en vrouwtjes uit elkaar houden

Veel vogels waarbij beide seksen er voor mensen identiek uitzien, zijn dat voor vogels niet. Een studie uit 2005 van Muir Eaton gebruikte metingen van de weerkaatsing van veren en modellen van het vogelzicht om 139 Noord-Amerikaanse zangvogelsoorten te analyseren die mensen als seksueel eenkleurig zien. De conclusie was dat de grote meerderheid, meer dan 90 procent, tussen mannetjes en vrouwtjes verschilt op manieren die vogels kunnen waarnemen.

Eieren en jongen herkennen

Sommige vogels gebruiken kleur- en uv-patronen om hun eigen eieren te herkennen, een vaardigheid die ertoe doet als een koekoek een ei in hun nest probeert te smokkelen. De bekjes van nestjongen zijn vaak fel gekleurd en weerkaatsen bij sommige soorten uv, wat ouders mogelijk helpt jongen in donkere nesten te voeren.

Jagen

Er werd ooit breed beweerd dat torenvalken woelmuizen konden opsporen door de uv-weerkaatsing van urinesporen te zien. Later onderzoek zette vraagtekens bij hoe sterk woelmuizenurine uv weerkaatst en hoe gevoelig torenvalkogen daarvoor zijn, dus dit voorbeeld geldt nu als onzeker. Het laat mooi zien dat aantrekkelijke ideeën over het vogelzicht zorgvuldig getest moeten worden.

Hoe weten wetenschappers welke kleuren vogels zien?

We kunnen een vogel niet vragen wat hij ziet, dus combineren onderzoekers verschillende soorten bewijs.

1. De kegeltjes rechtstreeks meten. Met microspectrofotometrie schijnen onderzoekers minuscule lichtbundels door afzonderlijke kegelcellen uit een netvlies en registreren ze welke golflengten elke cel absorbeert. Zo zijn de vier kegeltypen en hun oliedruppeltjes in kaart gebracht.
2. De genen lezen. Elk kegeltype gebruikt een lichtgevoelig eiwit, een opsine. Door opsinegenen te sequencen, vooral die voor het kegeltje met de kortste golflengte, kunnen wetenschappers voorspellen of een soort een uv-gevoelig of violetgevoelig systeem heeft. Vaak verschuift een verandering op slechts één of enkele sleutelposities in het eiwit het kegeltje van de ene vorm naar de andere.
3. De wereld meten. Spectrofotometers registreren hoeveel licht veren, vruchten, bloemen en eieren bij elke golflengte weerkaatsen, ook in het ultraviolet.
4. Het vogelzicht modelleren. Onderzoekers voeren kegelgevoeligheden en weerkaatsingsmetingen in wiskundige modellen van kleurenzien in om te schatten of twee kleuren er voor een vogel verschillend uitzien.
5. Vogels trainen. Gedragsproeven, zoals de kolibriestudie hierboven, testen of vogels echt kunnen leren kleuren te onderscheiden. Dat is de gouden standaard, maar het is traag werk en voor relatief weinig soorten gedaan.

Elke methode heeft beperkingen. Modellen berusten op aannames over hoe de hersenen kegelsignalen combineren, en genetica voorspelt alleen gevoeligheid. Waar verschillende methoden overeenkomen, zoals bij de vier kegeltypen en de wijdverbreide uv-gevoeligheid, zijn de conclusies stevig.

Zien vogels kleur bij weinig licht?

Minder goed. Kegeltjes hebben relatief veel licht nodig, en de oliedruppeltjes die het kleurenzien verscherpen, absorberen ook wat licht. Als het licht in de schemering afneemt, schakelen vogels net als wij over op staafjeszicht en worden kleuren moeilijker te onderscheiden.

Dat is een van de redenen dat veel zangvogels bij afnemend licht naar hun slaapplaats gaan en dat het ochtendkoor begint voordat het echte foerageren op gang komt. Vroeg in de ochtend is het licht mogelijk nog te zwak om efficiënt op zicht te zoeken. Uilen, met hun staafjesrijke netvlies, nemen de nachtdienst over.

Zien vogels beweging sneller dan wij?

Veel vogels lijken visuele veranderingen sneller te verwerken dan mensen. Wetenschappers meten dat als de flikkerfusiefrequentie, de snelheid waarbij een flikkerend licht er constant uit gaat zien. Mensen zien doorgaans geen flikkering meer bij ergens tussen de 50 en 90 flitsen per seconde, afhankelijk van de omstandigheden. Een studie uit 2016 met wild gevangen bonte vliegenvangers, kleine insecteneters die ook in Nederland en België broeden, liet zien dat zij flikkering bij veel hogere frequenties konden waarnemen, ruim boven de 100 per seconde.

Dat snelle zicht helpt kleine vogels waarschijnlijk vliegende insecten te volgen en obstakels te ontwijken. Het betekent ook dat sommige lampen die voor ons constant lijken, voor vogels zichtbaar kunnen flikkeren, al zijn de praktische gevolgen daarvan voor wilde vogels niet goed bekend.

Kunnen alle vogels kleuren zien?

Niet in gelijke mate.

• Uilen. Het netvlies van uilen zit vol staafjes voor nachtzicht en heeft relatief weinig kegeltjes. Studies bij verschillende uilensoorten wijzen erop dat ze minder werkende kegeltypen hebben dan zangvogels, en sommige zijn mogelijk sterk beperkt in hun kleurenzien. Bij goed licht zien ze waarschijnlijk nog wel wat kleur.
• Andere nachtvogels. Nachtzwaluwen, kiwi’s en sommige zeevogels die ‘s nachts eten, lijken ook minder uitgebreide kegelsystemen te hebben, al is het onderzoek ongelijk verdeeld.
• Pinguïns en sommige zeevogels. Sommige soorten die in blauwig zeelicht leven, lijken kegelgevoeligheden te hebben die naar blauw zijn verschoven, al verschillen de details.
• Zangvogels, papegaaien en kolibries die overdag actief zijn. Dit zijn enkele van de kleurrijkste visuele systemen die bij dieren zijn gemeten.

Voor meer over hoe uilen zien, en waarom ze hun kop zo ver draaien om hun vaste ogen te compenseren, zie hoe uilen hun kop zo ver kunnen draaien.

Zijn verenkleuren echt?

Vogels maken kleur op twee manieren, en beide zijn van belang voor hoe vogels elkaar zien.

• Pigmenten. Carotenoïden geven veel rood, oranje en geel, en vogels moeten ze uit hun voedsel halen. Het geel van een koolmees komt bijvoorbeeld uit carotenoïden in zijn prooi. Melaninen geven zwart, bruin, grijs en sommige roestkleurige tinten.
• Structuur. Blauw, de meeste glanskleuren en veel uv-weerkaatsing ontstaan doordat de microscopische structuur van veren licht verstrooit, niet door pigment. In het blauw van een ijsvogel of van de vleugelvlek van een Vlaamse gaai zit geen blauw pigment.

Ons artikel over waarom blauwe veren eigenlijk niet blauw zijn legt structuurkleur uit. Structuurkleuren weerkaatsen vaak sterk in het ultraviolet, en dat is een van de redenen dat een verenkleed er voor vogels rijker uit kan zien dan voor ons.

Waarom laten foto’s niet zien wat vogels zien?

Gewone camera’s zijn gebouwd om het menselijk zicht na te bootsen. Hun sensoren registreren rood, groen en blauw, en de meeste lenzen en sensorfilters houden ultraviolet licht tegen. Een foto van een pimpelmees of een spreeuw laat de vogel dus zien zoals wij hem zien, niet zoals een andere vogel dat doet.

Onderzoekers die voor vogels zichtbare kleuren willen vastleggen, gebruiken camera’s die zijn aangepast om ultraviolet te registreren, vaak gecombineerd met aparte opnamen in zichtbaar licht en software die de resultaten omzet naar de kegelgevoeligheden van een vogel. De resulterende “valse kleur”-beelden zijn nuttig voor de wetenschap, maar blijven vertalingen. Ze laten zien welke delen van een vogel uv weerkaatsen, niet hoe dat uv er voor de vogel uitziet. Fotografeer je graag vogels, dan behandelt onze gids over vogels fotograferen door een raam de praktische techniek.

Mythes en feiten over het kleurenzien van vogels

Wat het kleurenzien van vogels betekent voor tuinvogelaars

• De kleur van de voederplek doet er minder toe dan je denkt. Vogels reageren vooral op voer, veiligheid en plaats.
• Plant voor kleur en ultraviolet. Inheemse besdragende struiken en bloeiende planten geven signalen die vogels door evolutie hebben leren lezen.
• Raamstickers moeten dicht op elkaar zitten. Sommige stickers worden verkocht als alleen voor vogels zichtbaar omdat ze uv weerkaatsen. Het bewijs voor producten die alleen op uv werken is wisselend. Vogelbeschermingsorganisaties raden doorgaans markeringen aan die voor vogels en mensen zichtbaar zijn en op ongeveer 5 cm van elkaar staan. Zie zo voorkom je dat vogels tegen ramen vliegen.
• Onthoud dat vogels meer zien dan wij. Twee vogels die voor jou identiek lijken, kunnen voor elkaar duidelijk verschillen. Houd daar rekening mee bij het determineren.

Snelle feiten over het kleurenzien van vogels

• De meeste vogels hebben vier kegeltypen voor kleur; mensen hebben er drie.
• Veel zangvogels, papegaaien en meeuwen hebben een uv-gevoelig kegeltje.
• Veel roofvogels en watervogels hebben een violetgevoelig kegeltje dat wat nabij-ultraviolet waarneemt.
• Gekleurde oliedruppeltjes in vogelkegeltjes werken als filters en verbeteren het kleuronderscheid.
• Dubbele kegeltjes helpen waarschijnlijk bij helderheid en beweging.
• Van kolibries is aangetoond dat ze kleuren onderscheiden die ultraviolet met zichtbaar licht mengen.
• Veel vogels die voor ons op elkaar lijken, verschillen in kleuren die vogels zien.
• Uilen en andere nachtvogels hebben een zwakker kleurenzicht.

Bronnen

• Eaton, M. D. (2005). Human vision fails to distinguish widespread sexual dichromatism among sexually “monochromatic” birds. PNAS 102: 10942-10946
• Cornell Lab of Ornithology: All About Birds
• RSPB: pimpelmees (Blue Tit)
• Vogelbescherming Nederland: pimpelmees
• Vogelbescherming Nederland