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Wie schaffen es Monarchfalter, wochenlang unbeirrt Richtung Südwesten zu flattern? Die Antwort findet sich im Hirn der Insekten.
Seattle/Wien – Sie sind die einzigen Insekten, die so lange Reisen auf sich nehmen: Jeden Herbst fliegen Abermillionen der orange-schwarz gezeichneten Monarchfalter die 3000 bis 4000 Kilometer lange Strecke von Kanada ins mexikanische Hochland. Und dort gibt es Gegenden, wo Populationen von Millionen Tieren auf wenigen Hektar in der Sierra Nevada überwintern – ein Naturschauspiel, das jährlich tausende Touristen anlockt.
In den vergangenen Jahren sind die Bestände dieses einzigartigen Schmetterlings allerdings empfindlich geschrumpft. Doch dieses Jahr scheinen sie sich wieder ein wenig erholt zu haben, was vermutlich auch an der Dürre in Kalifornien liegt: Man pflanzt dort statt Gras wieder verstärkt Seidenpflanzen, die weniger Wasser benötigen. Und ausschließlich auf diesen Pflanzen legen die Falterweibchen ihre Eier ab.
Obwohl der prächtige Wanderfalter zu den am besten erforschten Schmetterlingen zählt, ist nach wie vor nicht ganz klar, wie er sich auf seiner Reise orientiert. Vor knapp zwei Jahren berichteten US-Forscher im Fachblatt Nature Communications, dass sich die Insekten bei ihrem Marathonflug in Richtung Südwest nicht nur am Sonnenstand orientieren, sondern auch mithilfe des Erdmagnetfeldes ihren Weg finden würden. Das erkläre auch, warum der Falter selbst bei bewölktem Himmel zielstrebig von Nordamerika nach Süden flattert.
Eine neue Studie von Forschern um Eli Shlizerman (Uni Washington) kommt nun zu einem anderen Ergebnis. Shlizermans Team hatte aber auch eine etwas andere Forschungsfrage: Es wollte wissen, wie der interne Kompass der Insekten funktioniert und wie ihre Gehirne die Informationen so verarbeiten, dass sie auf Kurs bleiben.
Die Wissenschafter konnten für ihre Studie im Fachblatt "Cell Reports auf zwei bekannten Erkenntnissen aufbauen: Einerseits weiß man, dass die Falter über eine biologische Uhr verfügen, die in ihren Antennen sitzt und Informationen ans Hirn schickt. Bekannt ist andererseits auch, wie ihre Augen Informationen über den Sonnenstand verarbeiten.
Shlizerman und seine Kollegen entwickelten nun ein Modell, das verständlich macht, wie die Hirne der Insekten die beiden Signale über Sonnenstand und Tageszeit so kombinieren, dass sie den Azimut – also den nach Himmelsrichtungen orientierten Horizontalwinkel – während des Tages korrigieren, um den Kurs zu halten. Auf Basis dieser Erkenntnisse wollen die Forscher nun einen Roboterschmetterling bauen, der nach den gleichen einfachen Prinzipien seinen Weg findet. (Klaus Taschwer, 16.4.2016)