Pigment im Hundefell: Eumelanin und Phaeomelanin

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Alle Fellfarben und Muster im Fell unserer Hunde werden von nur zwei Pigmenttypen hervorgerufen: Eumelanin und Phaeomelanin.

Die meisten Hunde haben beide dieser Pigmenttypen in ihrem Fell. Manche Hunde aber auch nur exklusiv eine von beiden. Aber schauen wir uns die einzelnen Pigmenttypen erstmal genauer an:

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Eumelanin

Im Wildtyp (also beim Wolf) ist Eumelanin ein schwarzes Pigment.

Beim Hund haben Mutationen weitere Farbtöne für Eumelanin hervorgebracht.

Zwei Gene entscheiden dabei über die Farbe des Eumelanin eines Hundes:

  • B-Lokus: Neben dem schwarzen Eumelanin beim Wildtyp (B/-) sind beim Hund rezessive Allele bekannt, die reinerbig (b/b) zu braunem Eumelanin führen.

  • D-Lokus: Trägt ein Hund reinerbig die Mutation für Farbverdünnung  (d/d), führt dies bei schwarzen Hunden zu einer zur Verdünnung von schwarzem zu blauem Eumelanin oder bei braunen Hunden zu einer Verdünnung von Braun zu Lilac.

Dabei ist immer das komplette Eumelanin betroffen, unabhängig von der Fellzeichnung.

Das Eumelanin eines einzelnen Hundes kann also immer nur ganz genau eine der folgenden Farben haben!

Schwarzes Eumelanin
Blaues Eumelanin
Braunes Eumelanin
Lilac Eumelanin

Bei verschiedenen Hunderassen werden Fellfarben oft anders benannt (chocolate, leberfarben, silver, grau, charcoal, isabelle, …). Es handelt sich dennoch immer um eine dieser vier Grundfarben.

Manche Farbverteilungen sorgen dafür, dass im Fell eines Hundes keinerlei Eumelanin zu sehen ist.

Entweder der Hund hat unpigmentiertes schneeweißes Fell oder es wird wie z.B. beim Golden Retriever nur das rot-gelb-weißblonde Phaeomelanin gebildet.

Hier hilft ein Blick auf Nasenspiegel, Augenränder, Hautflecken und Mundwinkel.

Denn diese werden auch dann durch das Eumelanin pigmentiert, wenn im Fell selbst kein Eumelanin zu sehen ist.

Phaeomelanin

Der zweite Pigmenttyp Phaeomelanin sorgt für rot-gelbe Farbtöne im Fell.

Phaeomelanin bildet den hellen Tan-Anteil in Fellzeichnungen wie Tanmarken, Stromung oder Zobel.

Phaeomelanin ist immer nur im Fell eines Hundes sichtbar. Dieses Pigment hat keinen Einfluss auf die Färbung von Haut, Lippen, Nasenspiegel oder Lidrändern.

Farbton und Intensität von Phaeomelanin variieren zwischen einzelnen Hunden.

Der I-Lokus (Intensität) eines Hundes entscheidet darüber wie dicht Pigmentmoleküle des Phaeomelanin eingelagert werden.

Die Abstufungen reichen von Tiefrot beim Irish Setter über verschiedene sandfarbene und sattgelbe oder goldene Farbtöne bis hin zu hellblond oder sogar  Weißblond und Weiß.

Richtig, bei äußerlich weißen Hunden kann man nicht immer unterscheiden, ob sie wirklich pigmentlos weiß sind oder ob einfach nur extrem aufgehelltes Phaeomelanin produziert wird.

Weiße Hunde, die einfach nur sehr, sehr hell pigmentiert sind, sind quasi nur „pseudoweiß„.

Phaeomelanin kommt aber nicht nur bei einfarbigen Hunden vor. Phaeomelanin ist in vielen mehrfarbigen Fellzeichnungen sichtbar.

Tanmarken und die helle Grundfarbe bei Agouti, Zobel oder Stromung werden alle durch Phaeomlanin verursacht.

Der Farbton von Phaeomelanin und Eumelanin kann je nach betrachteter Körperstelle auch am selben Hund manchmal in verschiedenen Abstufungen vorkommen.

Schuld daran ist eine abweichende Pigmentdichte und Felldichte an verschiedenen Körperstellen,  z.B. an Ohren, Haarwirbeln oder Hautfalten.

Fell ohne Pigmentierung

Hundefell kann auch unpigmentiert sein. Dieses echte Weiß bildet die dritte „Farbe“, die man beim Hund findet.

Ursächlich für die ausbleibende Pigmentierung ist ein Fehlen funktionaler Pigmentzellen an den betroffenen Körperstellen oder sogar am ganzen Körper.

Das Gen, das beim Hund für diese fehlerhafte Verteilung von Melanozyten schuld ist, findet man auf dem S-Lokus.

Eine Piebald-Mutation sorgt dafür, dass die Verteilung von Pigmentzellen während der embryonalen Entwicklung missglückt. Manche Körperstellen bleiben dann unpigmentiert.

Das ist auch der Grund, warum manche Formen der Weißscheckung mit einem erhöhten Risiko für Taubheit verbunden sind. Denn auch die Migration funktionstüchtiger Pigmentzellen ins Innenohr geht bei diesen Hunden manchmal schief.

Unpigmentiert weißes Fell kann man äußerlich nicht immer von pigmentiertem Fell mit extrem hellem pseudoweißem Phaeomelanin unterscheiden!

Blaue Augen und unvollständig pigmentierte Lidränder oder Nasen können ein Anzeichen für tatsächlich fehlende Pigmentierung sein.

Und bei Hunden in „Tricolor“ sieht man, welche Teile des eigentlichen Musters durch das Weiß fehlen. Ein „Black-tri“ ist ein Hund in Black-and-Tan, bei dem ein Teil des Musters durch Weißscheckung unpigmentiert geblieben ist.

In der Praxis ist es sogar möglich, dass ein Hund sehr helles Phaeomelanin hat und gleichzeitig ein Weißschecke ist. Das ist zum Beispiel bei vielen Samojeden der Fall.

Hier kann man mit bloßem Auge meist nicht erkennen, welche Areale wirklich weiß und welche nur sehr hell cremeweiß sind. Bei manchen Samojeden ist das Phaeomelanin aber nicht weiß, sondern hell sandfarben. Das macht die Scheckenzeichnung sichtbar:

Pigmenttypen in verschiedenen Fellzeichnungen

Grundlegend gibt es also viele, viele mögliche Varianten, in denen Eumelanin und Phaeomelanin im Hundefell ausgeprägt werden können.

Und alle der möglichen Fellzeichnungen können durch Weißscheckung ganz oder teilweise überlagert sein.

Fellfarben

Der Hund kann am ganzen Körper nur Eumelanin einlagern, z.B. einfarbig schwarze und braune Labradore, Flat Coated Retriever, Neufundländer, Weimaraner, etc.. Bei solchen einfarbigen Hunden kann das ganze Fell also schwarz, braun, blau oder lilac sein.

Diese einfarbige Zeichnung kann durch den Genotyp für dominantes Schwarz (KB) oder für rezessives Schwarz (a/a) zustande kommen.

Ein Hund kann aber auch am ganzen Körper nur Phaeomelanin in seine Haare einlagern, z.B. einfarbig gelbe Labradore, Golden Retriever, Border Collies in ee-Red, Weisse Schweizer Schäferhunde, Malteser, weiße Zwergschnauzer…

In der Regel führt rezessives Gelb (e/e) zu diesem Phänotyp, aber auch bei stark aufgehelltem Zobel (Ay) sieht man nicht mehr viel vom Eumelanin mehr im Fell.

Fellzeichnungen und Muster

Bei Agouti (aw) und Zobel (Ay) wechseln einzelne Haare von einem Pigmenttyp zum anderen, z.B. bei Schnauzer in Pfeffer-und-Salz, vielen Schäferhunden, Rauhaardackel.

Der Pigmentwechsel kommt durch einen rhythmischen Wechsel von Eumelanin zu Phaeomelanin zustande. Einzelne Haare können dabei mehrere Bänderungen (aw) oder auch nur eine dunkle Spitze (Ay) aufweisen.

Bei Stromung (kbr), Masken (Em) oder Tanmarken (at) werden in einzelnen Haaren bzw. einzelnen Körperarealen entweder nur Phaeomelanin oder nur Eumelanin gebildet. Die Abgrenzung von verschiedenen gefärbten Bereichen kann dabei eher scharf oder auch diffus verlaufen.

Welche Mechanismen für solche lokalen Verteilungsmuster verantwortlich sind, ist im Detail recht komplex und noch nicht für alle Muster vollständig geklärt.

Grundlegend sind hier sehr viele komplexe Mechanismen möglich, deren Zusammenspiel sehr kompliziert werden kann. Zig Faktoren können je nach Körperstelle lokal abweichen: Genexpression, Rezeptor-Empfindlichkeit, Reaktionsfreude, Schwellenwerte für eine Reaktion etc..

Dazu kommen noch diverse Zufallsfaktoren, Epigenetik, unbekannte Modifizierungsgene oder äußere Bedingungen, die einen Einfluss haben können und die genaue Funktionsweise in einem individuellen Mix aus verschiedenen Farballelen teils schwer zu entschlüsseln machen.

Funktionen von Pigment im Hundefell

Substanzen und Strukturen, die  farbgebend sind, werden als Pigmente bezeichnet.

Dabei entscheiden die Lichtbrechungseigenschaften eines Pigments darüber, welche Anteile des sichtbaren Lichts von ihm gestreut, durchgelassen oder absorbiert werden und welcher Anteil von uns gesehen wird.

Die Melanine Eumelanin und Phaeomelanin verleihen dem Hund seine Fell- und Augenfarbe.

Eumelanin und Phaeomelanin sind Polymere. Das bedeutet sie werden vom Körper aus vielen kleinen Bausteinen „zusammengebastelt“. Melaninmoleküle können z.B. je nach Anteil von chemischen Bausteinen stark verzweigt oder unterschiedlich dicht gepackt sein.

Dadurch können nur diese beiden Pigmenttypen allein für unterschiedliche Farbintensitäten und -schattierungen sorgen.

Pigment macht das Wolfs- und Hundefell nicht einfach nur schön bunt. Melanine haben im Tierreich gleich mehrere weitere Funktionen:

1. Tarnung und Signalwirkung

Die meisten Tiere nehmen nur ein geringes Farbspektrum wahr, so dass Muster und Kontraste weit wichtiger scheinen als Farbe. Durch Fellfarben und -zeichnungen tarnen sich Beutegreifer und Beutetiere wie Wolf und Rotwild oder Kaninchen voreinander.

Simulation der Sehfähigkeit bei Hunden (erstellt mit der Dog Vision App)

Bei anderen Tieren sendet die Fellfarbe eine Botschaft. Zum Beispiel ist das schwarz-weiße Streifenmuster beim Stinktier ein klares Erkennungsmerkmal, das Feinden den Lerneffekt „Streifen = Vorsicht“ erleichtert.

2. Photoprotektion

Die genaue molekulare Struktur und Wirkweise des Melanins ist recht komplex und konnte noch nicht ganz entschlüsselt werden.

Bekannt ist allerdings, dass insbesondere Eumelanin den Körper vor energiereicher ultravioletter Sonnenstrahlung schützt, die zu DNA-Schäden und damit zur Entstehung von Hautkrebs führen könnte.

Der grundlegende Mechanismus dieser Schutzfunktion basiert auf der Fähigkeit von Melanin Strahlungsenergie durch Vibration fast komplett in unschädliche Wärmeenergie umwandeln zu können.

Das mag erklären, warum gerade in Haut, Lippen, Nase und Augen vor allem Eumelanin eingelagert wird.

3. Antioxidative Eigenschaften

Durch ihre Fähigkeit freie Radikale  und eventuell sogar schädliche Metallionen beseitigen zu können, bieten Melanine einen weiteren Mechanismus zum Schutz der Hautzellen.

Die Datenlage für den Hund ist noch etwas dünn. Aber es finden sich Hinweise darauf, dass hellhäutige Hunde mit wenig pigmentiertem Fell tatsächlich häufiger an manchen Formen von Hautkrebs zu erkranken scheinen.

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Quellen

[1] http://www.doggenetics.co.uk/pigment.html

[2] http://www.animalabs.com/de/fellfarbe-beim-hund-gentests/