Die australische Motte ist das erste bekannte Wirbellose Tier, das die Sterne als Kompass nutzt

Vier Millionen nachtaktive Schmetterlinge legen Tausende von Kilometern zurück, um den australischen Kontinent zu durchqueren. Entdecken Sie hier, wie diese Tiere zu einem Kunststück fähig sind, von dem man bisher annahm, dass es nur wenigen Zugtieren und -vögeln vorbehalten ist.

Bogong-Motten-Exemplar.
Wie schafft es die Bogong-Motte, trotz ihrer winzigen Größe anhand der Sterne ihren Weg zu finden? Dieses Rätsel, das nun gelöst ist, hat Wissenschaftler lange Zeit fasziniert. Foto: Lucinda Gibson & Ken Walker, Museum Victoria, CC BY 3.0 AU, Wikimedia Commons.

Die Bogong-Motte (Agrotis infusa) ist eine in Australien beheimatete Mottenart, die im australischen Frühling häufig auf öffentlichen Gebäuden in Sydney und Canberra zu sehen ist.

Die Passage durch die Großstädte ist eine der letzten Etappen auf einer langen Reise, die von den heißesten Ebenen im Landesinneren bis zu den Snowy Mountains in den australischen Alpen führt.

In kühlen alpinen Höhlen gehen die erwachsenen Falter in eine bis zu fünfMonate dauernde Ruhephase, die es ihnen ermöglicht, mit der Hitze und dem Mangel an Nahrung und Wasser zurechtzukommen. Wenn der Herbst kommt, kehren sie in die entgegengesetzte Richtung zu ihrem Heimatort zurück, wo sie sich paaren, Eier legen und ihren Lebenszyklus vollenden.

Der lange Nachtflug

Bei jeder Reise legen sie über tausend Kilometer zurück. Es ist eine lange Rundreise, die die Bogong-Motten nur einmal in ihrem Leben machen, immer im Dunkeln, ohne von ihrer Route abzuweichen, und mit einem Ziel, an dem sie noch nie zuvor gewesen sind.

Diese lange Reise hat Wissenschaftler lange vor ein Rätsel gestellt. Wie können so kleine Lebewesen mit winzigen Augen, einem Gehirn von der Größe eines zehntel Reiskorns und Flügeln von nur 45 Millimetern Länge nicht in der sternenklaren Nacht verloren gehen?

Die Forscher wussten bereits, dass Motten, wie viele andere Tiere auch, empfindlich auf das Magnetfeld der Erde reagieren. Aber es muss noch mehr dahinterstecken, damit sie monatelang in völliger Dunkelheit navigieren können.

Die Wanderung der Bogong-Falter.
Bogong-Motten wandern im Frühjahr vom Südosten Australiens in die Alpen (grüne Pfeile), wo sie den Sommer über in Höhlen überwintern und im Herbst zu ihren Brutplätzen zurückkehren (lila Pfeile). Bild: Nature.

Das Geheimnis ist nun gelüftet, aber zuerst musste ein internationales Team von 14 Wissenschaftlern unter der Leitung der Universität Lund in Schweden das Geheimnis lüften. Die Forschung umfasste stundenlange Beobachtungen und den Bau eines Mini-Planetariums, das es ihnen ermöglichte, zu entschlüsseln, was in den Köpfen dieses Insekts während seiner langen Reise vor sich geht.

Zuvor reiste das Team in die Snowy Mountains, Australiens höchstem Gebirgszug, um Motten während ihrer Wanderung einzufangen. Anschließend setzten sie sie in einen Flugsimulator, der einer Planetariumskuppel ähnelt. Mit einem System von Spulen schufen die Forscher eine Umgebung ohne magnetische Signale , um die Navigation der Falter nicht zu stören. Das Gerät ermöglichte es den Faltern, mit den Flügeln zu schlagen und sich frei zu drehen, während ein Sensor ihre Flugrichtung aufzeichnete.

Schmetterlinge im Planetarium

Unter einem künstlichen Nachthimmel, der identisch mit dem ist, den sie während ihrer Wanderung sehen, verloren die Falter nie die Orientierung: Im Frühjahr flogen sie nach Süden und im Herbst nach Norden. Dann drehten die Forscher die Projektion des Sternenhimmels um 180 Grad, und die Falter kehrten ihre Flugrichtung ebenfalls um fast 180 Grad um.

Flugsimulator zur Untersuchung der Wanderung von Begong-Motten.
Mithilfe eines Flugsimulators, der einer Planetariumskuppel ähnelt, führten Forscher mehrere Experimente durch, um herauszufinden, wie Schmetterlinge die Sterne als Orientierungshilfe während ihrer Wanderungen nutzen. Bild: Nature

Um sicherzugehen, dass sie nicht einfach nur auf Licht reagieren, projizierte das Team ein Bild mit der gleichen Anzahl von Sternen und der gleichen Helligkeit, aber zufällig verteilt und ohne erkennbare Muster.

In diesem Moment zerstreuten sich die Falter, flogen orientierungslos und ohne klare Richtung.

Die Experimente haben eindeutig gezeigt, dass Motten nicht nur in der Lage sind, Sterne zu unterscheiden, sondern sie auch als Navigationsinstrument nutzen, um einen bestimmten Weg über mehr als tausend Kilometer zu verfolgen.

"Es ist absolut faszinierend, wenn man bedenkt, wie weit man auf dieser Reise kommt. Das ist so, als würde ein Mensch zweimal um die Erde wandern und dabei nur seine Sinne benutzen." Eric Warrant, Koordinator der Studie

Durch die Messung der neuronalen Stimulation in verschiedenen Bereichen seines winzigen Gehirns konnte das Team auch die Schaltkreise lokalisieren, in denen die von seinen Eltern geerbten Informationen über die Sterne der südlichen Hemisphäre gespeichert sind.

Noch nie dagewesener Fall bei Wirbellosen

Diese Entdeckung, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, macht die Bogong-Motte zum ersten bekannten wirbellosen Tier, das einen Sternenkompass für die Navigation über große Entfernungen nutzt - eine Fähigkeit, die bisher nur von Zugvögeln und einigen Säugetieren wie Robben genutzt wurde.

Die Forschungsergebnisse können nun beispielsweise für die Entwicklung autonom navigierender Drohnen nützlich sein, aber das war nicht die Absicht der Forschung. Die Forscher betonen, dass die Studie vor allem dazu beitragen soll, die Strategien zum Schutz bedrohter Arten besser zu steuern.

"Am wichtigsten ist es, die Großartigkeit der Natur und die Dringlichkeit des Schutzes der biologischen Vielfalt anzuerkennen", heißt es in der Erklärung der Universität Lund.

Messung neuronaler Reize bei Motten.
Neben der Simulation des Fluges wurden im Rahmen der Studie auch die Nervenbahnen der Motten untersucht, um herauszufinden, wo sie die von ihren Eltern ererbten Informationen über Sterne speichern. Bild: Nature

Der Bogong-Falter ist in Australien aufgrund der immer häufigeren Dürreperioden eine bedrohte Art. "Es ist von größter Bedeutung, dass wir diesen wunderbaren Navigator schützen, indem wir für einen dunklen Himmel und sichere Wanderrouten sorgen", wird Eric Warrant in der Pressemitteilung zitiert.

Quellenhinweis:

David Dreyer, Andrea Adden, Hui Chen, Barrie Frost, Henrik Mouritsen, Jingjing Xu, Ken Green, Mary Whitehouse, Javaan Chahl, Jesse Wallace, Gao Hu, James Foster, Stanley Heinze & Eric Warrant. Bogong moths use a stellar compass for long-distance navigation at night. Nature.