Kunnen vogels ultraviolet licht zien?

Ja, de meeste vogels kunnen ultraviolet licht zien. Bijna alle tot nu toe onderzochte vogels hebben vier soorten kleurgevoelige kegeltjes in plaats van onze drie, en het extra kegeltje is afgestemd op ultraviolette of violette golflengten, bij veel zangvogels rond 355 tot 380 nm. Veel vogels hebben bovendien een ooglens die nabij-uv tot aan het netvlies doorlaat. Het gevolg is dat veren, bessen, bloemen en eieren kleuren dragen die vogels wel zien en wij niet.

Sommige vogels zien ver het ultraviolet in, andere maar een klein stukje. In dit artikel lees je hoe uv-zicht werkt, welke vogels het hebben, waarvoor ze het gebruiken, waar populaire beweringen te ver gaan en wat het betekent voor de vogels bij jouw voederplek.

Kort antwoord: wat je moet weten

• Ultraviolet (uv) licht heeft een kortere golflengte dan violet, onder ongeveer 400 nanometer (nm). Het menselijk oog blokkeert het grootste deel ervan.
• De meeste vogels zijn tetrachromaten. Ze hebben vier soorten enkelvoudige kegeltjes voor kleur, gevoelig voor lange (rood), middelste (groen), korte (blauw) en zeer korte (violet of uv) golflengten.
• Er zijn twee hoofdvarianten. Bij uv-gevoelige vogels (UVS) piekt het vierde kegeltje in het uv, rond het midden van de 300 nm. Bij violetgevoelige vogels (VS) ligt de piek rond 400 tot 420 nm, maar pikken ze nog wat nabij-uv op.
• Uv doet er in het echte leven toe. Het speelt een rol bij partnerkeuze, verenkleedsignalen, vruchten vinden, eieren herkennen en mogelijk prooien opsporen.
• Sommige beroemde beweringen zijn wankel. Het idee dat torenvalken jagen door uv-oplichtende urine van woelmuizen te volgen, staat ter discussie.

Hoe zien vogels ultraviolet licht?

Kleurenzien begint bij de kegeltjes in het netvlies. Elk kegeltype bevat een lichtgevoelig eiwit, een opsine, dat het best reageert op een bepaalde band van golflengten. De hersenen vergelijken de signalen van de verschillende kegeltypen om kleur te bepalen.

Mensen hebben drie kegeltypen, ruwweg afgestemd op rood, groen en blauw. De meeste vogels hebben vier soorten enkelvoudige kegeltjes, plus een dubbel kegeltje dat vermoedelijk helderheid en beweging verwerkt in plaats van kleur. Het vierde enkelvoudige kegeltje, gebouwd rond een opsine die SWS1 heet, is het kegeltje dat tot in de korte golflengten reikt.

Wat is het verschil tussen UVS- en VS-vogels?

De SWS1-opsine komt in de stamboom van de vogels in twee hoofdversies voor:

Het onderscheid volgt niet netjes de familiegrenzen. Genetisch onderzoek naar het SWS1-gen, met name werk van Anders Ödeen en Olle Håstad in het begin van deze eeuw, liet zien dat vogels in de loop van hun evolutie meerdere keren tussen de twee typen zijn gewisseld. Zelfs binnen de zangvogels zijn er uitzonderingen. Een kleine verandering in de aminozuurvolgorde van de opsine kan de piek tientallen nanometers verschuiven.

In de praktijk is “vogels zien uv” dus een kwestie van gradatie. Een pimpelmees of grasparkiet heeft een kegeltje dat gebouwd is om uv te vangen. Een duif of havik ziet vooral violet, met wat uv aan de rand.

Waarom kunnen mensen geen uv zien?

Ons netvlies is niet het grootste obstakel. De volwassen menselijke lens absorbeert het meeste licht onder ongeveer 400 nm, vermoedelijk om het netvlies tegen schade te beschermen. Mensen bij wie de lens is verwijderd en niet vervangen, een toestand die afakie heet, melden soms dat ze nabij-uv zien als een witachtig violet. Dat laat zien dat onze blauwe kegeltjes een beetje op uv kunnen reageren als het er doorheen komt.

Veel vogels, vooral kleine zangvogels, hebben lenzen en hoornvliezen die nabij-uv goed doorlaten. Grotere vogels of vogels in zeer lichte leefgebieden filteren er meestal meer van weg, wat een van de redenen kan zijn dat roofvogels en sommige zeevogels in het VS-patroon passen.

Wat doen oliedruppeltjes in vogelogen?

Vogelkegeltjes bevatten piepkleine gekleurde oliedruppeltjes die in de lichtweg liggen, als filters voor elke sensor. Ze versmallen de band van golflengten waarop elk kegeltje reageert, wat de overlap tussen kegeltypen vermindert. Minder overlap betekent fijner onderscheid tussen vergelijkbare kleuren.

Het kegeltje voor uv of violet heeft een helder, doorzichtig druppeltje, zodat het de korte golflengten die het moet opvangen niet tegenhoudt. De andere kegeltjes hebben druppeltjes met een gele, oranje of rode tint. De prijs is gevoeligheid: filters houden licht tegen, en dat is een van de redenen dat vogels bij weinig licht vermoedelijk minder goed kleur zien dan bij daglicht.

Hoe ziet de wereld eruit voor een vogel met uv-zicht?

Niemand kan door de ogen van een vogel kijken, en we hebben geen namen voor kleuren die we niet waarnemen. Wel kunnen wetenschappers meten hoe oppervlakken licht over het hele spectrum weerkaatsen en modelleren wat de kegeltjes van een vogel zouden registreren.

Die modellen wijzen op drie dingen.

1. Kleuren die wij op één hoop gooien, kunnen vogels scheiden. Twee veren die voor ons dezelfde tint blauw hebben, kunnen sterk verschillen in uv-weerkaatsing, zodat een vogel ze als verschillend ziet.
2. Vogels zien meer kleurcombinaties. Met vier kegeltypen kunnen vogels in principe mengsels waarnemen die voor mensen niet bestaan, zoals uv plus rood of uv plus groen.
3. Wit en zwart zijn voor een vogel niet altijd hetzelfde. Veel witte veren weerkaatsen uv, andere niet. Waar wij één wit zien, ziet een vogel er mogelijk meerdere.

Zien vogels kleuren die wij ons niet eens kunnen voorstellen?

Een studie onder leiding van Mary Caswell Stoddard van Princeton University, in 2020 gepubliceerd in PNAS, testte dit rechtstreeks in het wild. Haar team leerde breedstaartkolibries in de Rocky Mountains in Colorado voederplekken te bezoeken die met lampjes van verschillende kleuren waren gemarkeerd. De vogels leerden “niet-spectrale” kleuren, zoals ultraviolet gemengd met groen of met rood, te onderscheiden van vergelijkbare enkelvoudige kleuren. Dat zijn combinaties van ver uit elkaar liggende golflengten, vergelijkbaar met hoe paars voor ons een mengsel van rood en blauw is.

De onderzoekers analyseerden ook grote reeksen kleuren van verenkleden en planten en meldden dat een aanzienlijk deel, in de orde van een derde, er voor een vogel als niet-spectrale kleur uit zou zien. Dat wijst erop dat vogels in een veel rijkere kleurenwereld leven dan wij, niet in een wereld met één extra tint erbij. Voor meer over hoe vogels kleur in het algemeen verwerken, zie onze gids kunnen vogels kleuren zien.

Waarvoor gebruiken vogels hun uv-zicht?

Gebruiken vogels uv bij de partnerkeuze?

Dit is de best onderzochte toepassing. Het klassieke voorbeeld is de pimpelmees, een van de meest vertrouwde tuinvogels in Nederland en België. Voor menselijke ogen zien mannetjes en vrouwtjes er vrijwel hetzelfde uit. Gemeten met een spectrometer hebben mannetjes een kruin die meer ultraviolet weerkaatst dan die van vrouwtjes. In 1998 meldden twee onafhankelijke onderzoeksteams, een in Groot-Brittannië onder leiding van Sarah Hunt en een in Zweden onder leiding van Staffan Andersson, dit verborgen sekseverschil, en proeven lieten zien dat vrouwtjes de voorkeur gaven aan mannetjes met een helderdere uv-kruin. Een van de artikelen heette toepasselijk “Blue tits are ultraviolet tits”.

Vergelijkbare resultaten kwamen van andere soorten:

• Spreeuwen hebben een glanzend verenkleed met uv-componenten, en proeven in de jaren negentig waarbij uv werd weggefilterd, veranderden hoe spreeuwen tussen mogelijke partners kozen.
• Zebravinken lieten in laboratoriumproeven naar partnerkeuze ook voorkeuren zien die verschoven als uv uit het licht werd gehaald.
• Grasparkieten hebben wangvlekken die uv weerkaatsen, en hun gele kruinveren fluoresceren onder uv-licht. Een studie uit 2002 in Science van Kathryn Arnold en collega’s meldde dat deze fluorescentie vogels in proeven aantrekkelijker maakte voor mogelijke partners.

De algemene les is dat uv bij veel vogels deel uitmaakt van het gewone kleursignaal. Het is geen geheime code bovenop de kleuren, maar gewoon een deel van het spectrum dat wij niet zien.

Gebruiken vogels uv om voedsel te vinden?

Verschillende aanwijzingen wijzen die kant op, met enige kanttekeningen.

• Vruchten. Veel bessen, zoals blauwe bessen, sleedoornbessen en jeneverbessen, hebben een waslaagje dat ultraviolet weerkaatst. Onderzoekers opperden dat dit fruitetende vogels helpt rijpe vruchten te vinden tussen het blad, dat over het algemeen weinig uv weerkaatst. Proefresultaten zijn wisselend, en het waslaagje kan ook andere functies hebben, zoals waterafstoting.
• Insecten. Sommige insecten weerkaatsen of absorberen uv in patronen waardoor ze voor vogels kunnen opvallen. Proeven met foeragerende zangvogels wijzen erop dat uv-contrast in sommige situaties het ontdekken van prooien kan verbeteren.
• Bloemen. Veel bloemen hebben uv-”honingmerken” die bijen zien. Kolibries kunnen, zoals de studie van Stoddard liet zien, uv-combinaties zien, maar hoeveel ze in het wild op uv vertrouwen bij het kiezen van bloemen, staat nog niet vast.

Kunnen torenvalken woelmuizen echt volgen via uv-weerkaatsende urine?

In 1995 publiceerden de Finse onderzoeker Jussi Viitala en collega’s een studie in Nature waaruit bleek dat torenvalken werden aangetrokken door plekken die gemarkeerd waren met urine en keutels van woelmuizen, en dat die markeringen ultraviolet weerkaatsen. Het idee dat een biddende torenvalk oplichtende sporen door een weiland kon zien, werd een van de meest herhaalde vogelweetjes ter wereld.

Inmiddels ligt het ingewikkelder. Roofvogels bleken VS-vogels te zijn, met kegeltjes die op violet in plaats van uv zijn afgestemd. Een studie uit 2013 in de Journal of Experimental Biology van Olle Lind en collega’s mat de lichtdoorlating in roofvogelogen en concludeerde dat de uv-gevoeligheid van torenvalken en vergelijkbare roofvogels relatief laag is. Volgens hen bieden woelmuizensporen een roofvogel op jachtafstand weinig uv-contrast. De oorspronkelijke gedragswaarnemingen waren echt, maar de verklaring staat ter discussie. Eerlijk samengevat: het torenvalkverhaal is mogelijk, maar onbewezen.

Gebruiken vogels uv om hun eieren te herkennen?

Eierschalen weerkaatsen wisselende hoeveelheden uv. Sommige studies naar broedparasieten, zoals de koekoek, wijzen erop dat gastheervogels uv mogelijk als een van de aanwijzingen gebruiken om te beslissen of een ei in het nest van hen is. De resultaten verschillen per soort, en zichtbare kleur en tekening zijn duidelijk ook belangrijk. Ben je benieuwd naar de parasieten zelf, dan behandelt ons artikel over waarom sommige vogels eieren in andere nesten leggen de koekoek en andere broedparasieten.

Gebruiken nestjongen uv?

De bekranden en de binnenkant van de bek van sommige nestjongen weerkaatsen uv, en proeven wezen erop dat ouders bij sommige soorten op dat contrast reageren als ze beslissen welk jong ze voeren, vooral in donkere nestholtes. Dit onderzoeksveld is volop in beweging, en de resultaten verschillen tussen soorten.

Welke vogels zien ultraviolet het best?

Op basis van het huidige bewijs vind je de sterkste uv-gevoeligheid bij veel kleine zangvogels, papegaaien en meeuwen, de UVS-vogels. Daartoe behoren soorten die veel tuinvogelaars kennen: mezen, vinken, spreeuwen en vele andere. De groep zangvogels is enorm en niet elke soort is getest, dus het is veiliger “veel” te zeggen dan “alle”.

Vogels met VS-zicht zien nog wel het nabije uv in, maar zijn daar minder gevoelig. Tot deze groep behoren:

• Duiven, zoals de houtduif, de Turkse tortel en de stadsduif
• Kippen, fazanten en andere hoenderachtigen
• Eenden, ganzen en zwanen
• De meeste haviken, buizerds, arenden en valken
• Veel steltlopers en zeevogels

Uilen en andere nachtvogels zijn een apart geval. Hun ogen zijn gebouwd voor gevoeligheid bij weinig licht, en ‘s nachts is er weinig uv, dus uv-zicht is voor hen naar verwachting minder belangrijk. Onderzoek naar het kleurenzien van uilen is beperkt.

Mythes en feiten over uv-zicht bij vogels

Wat betekent uv-zicht voor tuinvogelaars?

Moet ik uv-raamstickers gebruiken?

Voor de meeste lezers is dit de meest praktische vraag. Ramen weerspiegelen lucht en groen, en vogels vliegen ertegenaan. Sommige producten gebruiken uv-weerkaatsende patronen die mensen nauwelijks zien, maar die vogels zouden moeten opmerken.

Op papier klinkt dat logisch, maar het bewijs is zwakker dan voor zichtbare patronen. Veel veelvoorkomende raamslachtoffers hebben VS-zicht, uv-licht is zwakker in de schaduw en bij bewolking, en uv-coatings kunnen na verloop van tijd achteruitgaan. Organisaties die raambehandelingen testen, geven over het algemeen de voorkeur aan zichtbare stippen, tape of koorden aan de buitenkant van het glas, dicht op elkaar. Onze gids zo voorkom je dat vogels tegen ramen vliegen legt de vuistregel van ongeveer 5 cm tussenruimte uit, en waarom vliegen vogels tegen ramen gaat dieper in op het probleem van weerspiegeling.

Een redelijk standpunt: uv-weerkaatsend glas of folie helpt misschien sommige soorten, maar vertrouw er niet alleen op.

Beïnvloedt uv-zicht wat vogels bij mijn voederplek eten?

Er is geen goed bewijs dat vogels op basis van uv-kleur tussen zaadsoorten kiezen. Zaadkeuze hangt vooral af van grootte, hardheid van de schil, vetgehalte en snavelvorm. Wil je weten welk voer de meeste soorten trekt, begin dan met zwarte zonnebloempitten.

In een vogelvriendelijke tuin doet uv er misschien meer toe. Veel inheemse besdragende struiken, zoals sleedoorn en gewone vlier, hebben bessen die uv weerkaatsen, en wie ze plant, biedt voedsel dat vogels goed kunnen vinden. Onze lijst met besdragende struiken die vogels de hele winter voeden is een goed startpunt.

Heeft uv-zicht gevolgen voor vogelfotografie?

Camerasensoren en lenzen zijn gebouwd voor het menselijk zicht en filteren meestal uv, dus een foto laat nooit zien wat een vogel ziet. Twee vogels die op jouw foto’s dof en identiek lijken, kunnen voor elkaar heel verschillend zijn.

Hoe weten wetenschappers wat vogels kunnen zien?

De methoden verklaren waarom sommige beweringen steviger zijn dan andere.

1. Microspectrofotometrie. Onderzoekers schijnen minuscule lichtbundels door afzonderlijke kegelcellen uit netvliesmonsters en registreren welke golflengten elk kegeltje absorbeert. Dat levert de piekgevoeligheid van elk kegeltype op.
2. Sequencen van opsinegenen. Wetenschappers lezen het SWS1-gen uit DNA, vaak uit een veer of bloedmonster, en voorspellen aan de hand van sleutelaminozuren of een soort UVS of VS is. Zo konden honderden soorten worden onderzocht zonder oogweefsel.
3. Metingen aan de oogmedia. Meten hoeveel uv het hoornvlies en de lens doorlaten, laat zien of het licht de kegeltjes echt bereikt.
4. Gedragsproeven. Vogels trainen om tussen kleuren te kiezen, zoals in de kolibriestudie, of proeven naar partnerkeuze doen onder licht met en zonder uv, laat zien of vogels uv-informatie gebruiken.
5. Visuele modellen. Door kegelgegevens te combineren met weerkaatsingsmetingen kunnen onderzoekers schatten hoe verschillend twee kleuren er voor een bepaalde soort uitzien.

Als alle vijf de bewijslijnen overeenkomen, zoals bij het verenkleed van de pimpelmees, kunnen we zeker zijn. Wijzen fysiologie en gedrag verschillende kanten op, zoals bij torenvalken en woelmuizensporen, dan blijft de vraag open.

Waarom hebben vogels uv-zicht ontwikkeld?

Vogels erfden vier kegeltypen van verre reptielachtige voorouders. Zoogdieren verloren twee van hun oorspronkelijke kegeltypen tijdens een lange periode van nachtelijk leven vroeg in hun geschiedenis, en daarom hebben de meeste zoogdieren maar twee kegeltypen. Primaten zoals wij kregen later een derde terug via een genverdubbeling.

Vogels zijn nooit door die flessenhals gegaan en hielden dus een systeem met vier kegeltjes. Zo bekeken is de interessantere vraag niet waarom vogels uv zien, maar waarom mensen dat niet doen. Toen de kegeltjes er eenmaal waren, bepaalden natuurlijke en seksuele selectie hoe vogels ze gebruikten, van verenkleedsignalen tot het vinden van vruchten.

Snelle feiten

• De meeste vogels hebben vier kegeltypen voor kleur; mensen hebben er drie.
• UVS-vogels hebben een kegeltje met een piek in echt ultraviolet, rond 355 tot 380 nm.
• VS-vogels pieken rond 400 tot 420 nm, maar nemen nog wat nabij-uv waar.
• Veel zangvogels, papegaaien en meeuwen zijn UVS; duiven, watervogels en roofvogels zijn doorgaans VS.
• Mannetjes- en vrouwtjespimpelmezen verschillen in uv-kleur van de kruin, onzichtbaar voor mensen.
• Kruinveren van grasparkieten fluoresceren onder uv, en dat lijkt een rol te spelen bij de partnerkeuze.
• Een studie uit 2020 toonde aan dat kolibries niet-spectrale kleuren met uv kunnen onderscheiden.
• Het verhaal over torenvalken en woelmuizenurine staat ter discussie.
• Zichtbare markeringen aan de buitenkant van ramen zijn betrouwbaarder dan producten die alleen op uv werken.

Bronnen

• Hunt, S. et al. (1998). Blue tits are ultraviolet tits. Proceedings of the Royal Society B
• Stoddard, M. C. et al. (2020). Wild hummingbirds discriminate nonspectral colors. PNAS
• Viitala, J. et al. (1995). Attraction of kestrels to vole scent marks visible in ultraviolet light. Nature
• Lind, O. et al. (2013). Ultraviolet sensitivity and colour vision in raptor foraging. Journal of Experimental Biology
• Ödeen, A. en Håstad, O. (2003). Complex distribution of avian color vision systems revealed by sequencing the SWS1 opsin from total DNA. Molecular Biology and Evolution
• Arnold, K. E. et al. (2002). Fluorescent signaling in parrots. Science
• Cuthill, I. C. et al. (2017). The biology of color. Science