Klaus Lunau, pensionierter Professor für Biologie und Biologiedidaktik an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, beschäftigt sich seit über vierzig Jahren mit der Farbwahrnehmung von Insekten. Seit den frühen 1970er-Jahren kehrt er immer wieder an den Schamserberg zurück, zuerst für seine Forschung, später auch mit der Familie.

Herr Lunau, unser Magazin widmet sich der Farbe Blau – und da musste ich sofort an Ihre Arbeit denken. Sie haben viele Forschungsexkursionen am Schamserberg durchgeführt. Stimmt das: Der Enzian, das vielleicht bekannteste Blau Graubündens, ist für seine Bestäuber wahrscheinlich gar nicht das, was wir sehen, oder?

Wir Menschen und die Insekten, die Blüten besuchen, sehen fundamental verschiedene Welten. Das liegt zunächst daran, dass die meisten Insekten ultraviolettes Licht wahrnehmen können – wir Menschen nicht. Und dann ist da noch etwas: Bienen und Schwebfliegen, die in den Alpen sehr häufig sind, können kein rotes Licht sehen. Sie sind rotblind. Das Farbspektrum, das eine Biene verarbeitet, ist gegenüber unserem verschoben.

Aber wie kann man überhaupt darüber sprechen, wie Tiere oder nur schon verschiedene Menschen Farben sehen? Mein Blau muss ja nicht das Blau sein, das Sie sehen.

Da haben Sie recht. Ich fühle mich manchmal, wenn ich über Blütenfarben spreche, wie ein Übersetzer. Man muss das, was Insekten sehen, in die visuelle Sprache der Menschen übertragen. Konkret nehme ich meine Kamera, richte sie auf eine Blüte aus und fotografiere sie aus derselben Position zweimal: einmal mit normalem Licht, einmal mit einem UV-Filter. Dann nehme ich beide Aufnahmen und zerlege sie in die Farbkanäle mit einem Bildbearbeitungsprogramm. Die zerlegten Aufnahmen setze ich falsch zusammen: Ultraviolett erscheint blau, Blau wird zu Grün, Grün zu Rot, und Rot, das die Biene ohnehin nicht sieht, fällt weg. Was man dann bekommt, ist ein Falschfarbenbild, das zeigt, wie die Biene die Blüte ungefähr wahrnimmt.

Und was sagt uns das?

Bei vielen gelben Blüten ist das verblüffend. Löwenzahn, Arnika, Hahnenfuss – für uns sind das einfarbige gelbe Blüten. Im Falschfarbenbild aber sind sie zweifarbig. Die Staubgefässe und die Blütenmale in der Mitte absorbieren UV-Licht, während der Rest der Blüte UV reflektiert. Für die Biene ist das ein starker Farbkontrast – wie ein Wegweiser, der ihr sagt: Hier ist das Zentrum, hier ist Pollen. Wir sehen diesen Unterschied schlicht nicht.

Und der Enzian? Wie sehen den die Bienen?

Der Enzian ist für uns ein tief gesättigtes, reines Blau. Für Bienen sieht der Enzian gesättigt bienen-ultravio­lettblau aus. Und genau diese Farbeigenschaft, die Sättigung, ist auch für die Biene das Entscheidende. Enzianblüten absorbieren grünes Licht. Zunächst nehmen Bienen Enzianblüten nicht wahr, sondern beachten nur den Grünkontrast zum Hintergrund. Das heisst, der Enzian ist für eine Biene, die sich einer Wiese nähert, zunächst etwas Dunk­leres als das umgebende Blattgrün. Das ist das erste Signal: Hier ist etwas. Erst wenn sie näher kommt, schaltet sie auf Farbe um.

Schalten auf Farbe um – was meinen Sie damit?

Das ist vielleicht das Überraschendste an der Bienenwahrnehmung. Eine Biene, die auf eine Blumenwiese losfliegt, ist zunächst farbenblind. Das Gehirn ist sehr klein, ein paar Millimeter. 6000 Einzelaugen, jedes hochkomplex – das alles gleichzeitig auf Farbe auszuwerten, wäre zu aufwendig. Also macht die Biene, was wir im Dunkeln auch machen: Sie schaltet auf einen einzigen Rezeptor, den Grünrezeptor. Sie sieht Graustufen. Blüten müssen auffallen, indem sie entweder mehr Grünlicht reflektieren oder weniger als das umgebende Blattgrün. Der Enzian, dunkel im Grünen, fällt auf – er ist erkennbar. Erst wenn die Biene wenige Zentimeter vor der Blüte ist, schaltet das Farbmodul auf. Dann erst wertet sie die Farbe aus.

Nochmals zurück zur Frage, wie wir überhaupt etwas über das Farbensehen wissen können: Wie weiss man eigentlich, dass Bienen Farben sehen? Man kann sie ja schlecht befragen.

Nein, das kann man nicht. Man macht Experimente. Das entscheidende hat der Nobelpreisträger Karl von Frisch im Jahr 1912 gemacht. Er hatte damals einen bekannten Gegner: den Münchner Augenarzt Carl von Hess, der behauptete, alle wirbellosen Tiere, also auch Insekten, seien farbenblind. Farben­sehen sei mit diesem kleinen Gehirn schlicht nicht möglich. Von Frisch war überzeugt vom Gegenteil – die Blüten sind so farbenprächtig, die Muster so präzise, das kann kein Zufall sein. Also dressierte er Bienen auf ein Blau. Dann ersetzte er das Blau durch 15 verschiedene Graustufen und legte das Blau noch einmal dazu. Seine Überlegung war: Wenn Bienen keine Farben sehen, müssen sie das Blau mit irgendeiner Graustufe verwechseln. Das passierte nie. Sie flogen immer zum Blau. Mit Rot allerdings – da klappte es nicht. Rot verwechselten sie mit einem sehr dunklen Grau, weil sie rotblind sind. Das bestätigte, was er vermutet hatte. Das gelingt gut, wenn man mit Bienen arbeitet: Sie kommen zurück, wenn sie belohnt wurden. Mit einem Schmetterling oder einer Wanze geht das nicht.

Und das war 1914? Wie muss ich mir das vorstellen?

Das ist eine schöne Anekdote. Das Experiment fand im Garten des Zoologischen Instituts in Freiburg statt, anlässlich einer Tagung der Deutschen Zoologischen Gesellschaft. Von Frisch griff sich eine Farbe, die ihm gerade zur Verfügung stand: das Blau des Krawatten­knotens seines Gegners Carl von Hess. Er dressierte die Bienen darauf, das Experiment funktionierte ganz gut. Richtig überzeugt wurde von Hess aber erst, als er die grauen Stufen wegräumte. Die Bienen suchten weiter nach ihrem Blau – und sollen sich schliesslich an der Kravatte von von Hess versammelt haben.

Sie haben vorhin gesagt, die Sättigung sei für Bienen wichtiger als der Farbton. Können Sie das erklären?

Genau das ist das Überraschende. Wenn wir von einer Farbe sprechen, meinen wir fast immer den Farbton – also ob etwas blau ist oder gelb oder rot. Dabei hat jede Farbe drei Eigenschaften: Helligkeit, Farbton und Sättigung. Sättigung bedeutet, wie rein, wie intensiv eine Farbe ist. Ein hochgesättigtes Blau ist ein leuchtendes, reines Blau. Ein ungesättigtes Blau ist eher ein blasses Grau-Blau. Für Bienen ist die Sättigung das Hauptsignal. Eine frisch geschlüpfte, noch nie konditionierte Erdhummel bevorzugt jede Farbe, solange sie nur gesättigt genug ist. Sie zieht ein gesättigtes Blau einem ungesättigten Gelb vor – und umgekehrt. Es geht ihr nicht darum, was der Farbton ist, sondern wie stark er leuchtet.

Wozu ist das gut?

Sättigung signalisiert: Hier lohnt es sich. Eine hochgesättigte Blüte ist für eine Biene ein verlässliches Signal für Belohnung, für Nektar und Pollen. Es gibt natürlich Ausnahmen. Einige Bienen und Schwebfliegen haben sich auf bestimmte Farbtöne spezialisiert. Die Schwebfliege Eristalis zum Beispiel, mit der ich häufig arbeite, reagiert angeboren auf Gelb. Denn der Pollen ist meistens gelb, und die Blütenmale, die sie dorthin locken, sind es ebenfalls. Und dann gibt es noch die Hummel Bombus gerstaeckeri – eine hoch spezialisierte Art, die ich im August oben in Mathon zu sehen hoffe. Sie besucht ausschliesslich Eisenhut. Farbe ist ihr dabei egal: Sie fliegt auf den gelben Eisenhut genauso wie auf den blauen. Was sie sucht, ist Eisenhut – und nichts sonst. Das macht sie verletzlich. Wenn die Pflanze nicht mehr da ist, ist die Hummel in grossen Schwierigkeiten.

Das Verhältnis zwischen Blüte und Insekt ist also nicht einfach eine glückliche Partnerschaft?

Mutualismus nennt man das – und das klingt harmonischer, als es ist. Beide Seiten versuchen, das Beste für sich herauszuholen. Die Biene will möglichst viel Nektar trinken und möglichst viel Pollen sammeln. Die Pflanze will, dass die Biene bei ihr bleibt, also nicht zur nächsten Art fliegt, und dass der Pollen tatsächlich zur Bestäubung gelangt – und nicht vollständig in den Bienenkorb wandert. Deshalb haben viele Pflanzen Einrichtungen entwickelt, um den Pollen auf sogenannten «Safe Sites» am Bienenkörper zu platzieren: Stellen, an denen die Biene sich schlecht putzen kann. Der Rücken zum Beispiel, oder die Bauchseite, wo sie sich mit den Beinen nicht gut erreichen kann. Salbei ist ein klassisches Beispiel – die Staubgefässe sind so konstruiert, dass sie beim Einschlüpfen der Biene gezielt wie ein Schlagbaum den Pollen auf einer schwer erreichbaren Körperstelle deponieren. Und dann gibt es noch die Betrüger: viele Orchideen oben in den Alpen bieten überhaupt keine Belohnung an. Der Pollen steckt in Paketen, die Biene kann ihn nicht sammeln, es gibt keinen Nektar. Sie versuchen, anderen Blüten so ähnlich zu sehen, dass Insekten sie irrtümlich besuchen und dabei die Bestäubung erledigen.

Sie kommen seit den frühen 1970er-Jahren an den Schamserberg. Wie kam es dazu?

Das war kein Zufall, aber auch kein Plan. Ein Kommilitone von mir war verheiratet mit jemandem aus Mathon. Und ein anderer Kommilitone hatte als Dissertationsthema die Hummelschwebfliege übernommen. Das ist eine Schwebfliege, die aussieht wie eine Hummel. Es gibt sie in verschiedenen Farb­varianten: Eine sieht aus wie eine Erdhummel, eine wie eine ­Steinhummel, eine wie eine Alpenhummel. Die Frage war, warum. Schützt das Aussehen sie vor Vögeln, die gelernt haben, Hummeln zu meiden? Oder brauchen sie das Erscheinungsbild einer Hummel, um an den Wächterhummeln am Nesteingang vorbeizukommen, denn die Weibchen müssen in Hummelnester, um dort ihre Eier abzulegen? Für diese Arbeit war Mathon ideal: Oben, oberhalb der Baumgrenze, gibt es sehr viele dieser Tiere. In wenigen Tagen konnte man hundert Exemplare fangen. Man konnte mit dem Fernglas einer vollbeladenen Hummel folgen, bis sie in der Vegetation verschwand, und so das Nest lokalisieren. Das geht nur in so einem offenen Gelände. Und weil es dort so schön war, bin ich dann immer wieder hingefahren, mit der Familie, und später auch mit Studentengruppen.

Was hat sich in diesen fast 50 Jahren dort oben verändert?

Sehr viel. Als ich zum ersten Mal nach Mathon kam, gab es die Kehrstrasse noch nicht. Es gab nur den Weg vom Tal herauf, und wenn einem ein Fahrzeug entgegenkam, hatte man ein Problem. Die Menschen dort oben haben sich gefreut, wenn man ihnen Kartoffeln gebracht hat – es war damals nicht so einfach, ins Tal zu fahren und einzukaufen. Den Mist fuhren sie noch mit Dreiradkarren aus, das war ausserordentlich mühsam. Heu wurde teils noch mit dem Tuch ins Tal getragen. Ich habe das alles noch erlebt.

Sie haben in einem Interview gesagt, nur wegen des Klimawandels nehme die Biodiversität nicht zwingend ab – es gebe auch Arten, die neu zuwanderten. Gilt das auch für die Alpen?

Da muss man differenzieren. In Mitteleuropa insgesamt stimmt das: Es gibt Verluste, aber auch neue Arten, die aus dem Süden zuwandern. Für alpine Regionen aber sieht es anders aus, denn dort sind die Konsequenzen des Klimawandels besonders spürbar. Viele Organismen brauchen bestimmte Temperaturen, und wenn es wärmer wird, weichen sie aus. Bei uns in der Ebene weichen sie nach Norden aus. In den Alpen wandern sie nach oben. Es gibt eindrückliche Studien aus der Schweiz: Die Einstände von Steinböcken verschieben sich jedes Jahr um einige Meter nach oben. Die Schneehasen gehen ebenfalls immer höher. Und da wird es problematisch. Populationen, die früher im genetischen Austausch standen, weil Tiere durch die Täler wechselten, werden zu Inseln. Sie sitzen nur noch auf den Gipfeln. Der genetische Austausch nimmt ab, die Aussterbewahrscheinlichkeit steigt.

Irgendwann ist die Bergspitze erreicht …

Genau. Die Berge werden immer kleiner – je höher die Tiere gehen müssen.

Die Farbwahrnehmung von Insekten, zu der Sie forschen, ist faszinierend – staunen Sie selbst noch, nach Jahrzehnten im Fach?

Ja – und ich glaube, das ist meine wichtigste Eigenschaft als Forscher. Ich bin ein guter Seher. Wenn etwas ungewöhnlich ist, erkenne ich es. Mir ist einmal ein Schlüssel runtergefallen, als ich die Tür aufschliessen wollte. Ich bückte mich – und sah, dass neben der Tür bei uns im Garten eine Malve geblüht hatte und dass der Boden voll Pollen war. Ich fragte mich sofort: Warum lässt die Malve hier Pollen fallen? Das war der Beginn eines ganzen Forschungsprojekts.

Und in Mathon?

In Mathon habe ich den Stern-Steinbrech entdeckt. Sie hat an derselben Pflanze verschiedene Blütentypen. Die oberen Blüten, die horizontal stehen, sind radiärsymmetrisch – sie sehen aus allen Richtungen gleich aus. Die seitlichen Blüten aber sind monosymmetrisch, also nur in einer Achse symmetrisch. Sie haben unterschiedliche Farbmuster und unterschiedlich lange Blütenblätter. Die Staubgefässe öffnen sich in verschiedener Reihenfolge, auch die Stellung der Blütenblätter ist anders. Das alles zusammen ergibt eine spezielle Orientierungsstruktur für die Bestäuber, die auch den Blüten nutzt, indem sie Selbstbestäubung mindert. Das war eine meiner letzten wissenschaftlichen Arbeiten, angestossen durch eine Beobachtung beim Wandern in Mathon.

Zum Abschluss erlauben Sie mir die Frage: Haben Sie eine Lieblingsfarbe?

Die Farbe des Pollens. Pollen ist gelb, das wissen wir alle. Aber der Grund dafür ist interessant. Pollen schützt sich vor UV-Strahlung, ähnlich wie wir Sonnencreme auftragen. Das machen Flavonoide, oft Kaempherol und Quecetin – Pigmente, die UV-Licht absorbieren und dabei gelb erscheinen. Das ist eine reine Schutzfarbe, entwickelt lange vor den Insekten. Wenn man 150 Millionen Jahre zurückgeht, gab es noch keine Blütenpflanzen. Es gab Farne, Schachtelhalme, Nadelbäume – aber sie hatten schon Sporen und Pollen, und der war damals bereits gelb und UV-absorbierend. Das war die erste Farbe, bevor es überhaupt Blütenblätter gab. Windbestäubung, kein Insekt weit und breit, das war noch kein Signal für irgendjemanden – nur Schutz vor der Strahlung. Irgendwann kamen die Insekten dazu, und diese Schutzfarbe wurde zum Signal. Vielleicht hat diese eine Farbe die ganze Evolution der Blütenpflanzen angestossen. Und heute sitzt dieselbe Farbe immer noch mitten in fast jeder Blüte, auf die eine Biene zufliegt – egal ob Enzian, Arnika oder Löwenzahn. Das Pollengelb hat alle anderen Farben überdauert, weil es schon da war, bevor sie überhaupt anfingen.