Während Navigationssysteme für Automobile eine noch relativ neue Erfindung sind, gibt es sie im Tierreich schon lange. Monarch-Schmetterlinge fliegen jedes Jahr die 4.800 Kilometer lange Strecke von Kanada nach Mexiko und zurück ohne sich zu verirren. Aber wie? Das haben Wissenschaftler jetzt herausgefunden.
Das Phänomen der Langstreckenwanderungen ist bei Vögeln inzwischen recht gut untersucht, bei Insekten allerdings weiß man noch sehr wenig über die Mechanismen der Navigation. Während unsere Zugvögel beispielsweise den Flug in den Süden in der Regel mehrfach in ihrem Leben mitmachen, ist die Reise für den Monarch-Schmetterling ein „Einmal und nie wieder“-Ereignis. Zeit zum Lernen oder Optimieren gibt es daher nicht.
Auf der Suche nach einer Erklärung hat jetzt ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Steven Reppert von der Universität von Massachusetts das winzige Gehirn und die Augen der Schmetterlinge genauer untersucht
Wie bei vielen Tieren dient auch den Schmetterlingen das Licht als wichtiges Signal für ihre innere Uhr. Dieses im Gehirn sitzende Steuerzentrum kontrolliert die Stoffwechselzyklen, die Aktivität und gibt den Tieren auch das Signal zum Aufbruch auf die jährliche Wanderung. Doch gibt es ihnen auch die Richtung vor?
Die Wissenschaftler entdeckten, dass der UV-Anteil des Lichts die entscheidende Rolle für die Orientierung der Monarchfalter spielt: Setzten sie die Schmetterlinge in einen „Flugsimulator“, in dem der UV-Anteil aus dem Sonnenlicht herausgefiltert war, verloren sie ihre Richtung und irrten orientierungslos umher.
Genauere Untersuchungen der Augen der Tiere enthüllten, dass sie spezielle Photorezeptoren besitzen, die die kurzwellige Strahlung registrieren. Eine Verbindung zwischen diesen Rezeptoren und der biologischen Uhr im Gehirn sorgt dafür, dass aus der Richtung des UV-Lichteinfalls die richtige Flugrichtung errechnet werden kann. Die Forscher stellten fest, dass nur beide Systeme gemeinsam – die spezialisierte UV-Wahrnehmung und die biologische Uhr, die Monarchfalter gerade und zur richtigen Zeit auf ihren zwei Monate dauernden Flug quer über zwei Kontinente führt.
(University of Jerusalem, 02.08.2005 – NPO)
