Schmetterlinge orientieren sich mit einer Art GPS, das in ihre Antennen eingebaut ist. Bisher hatten Forscher das gesamte Navigationssystem der Tiere im Gehirn vermutet, doch die Experimente eines US-Teams haben nun gezeigt, dass auch die Antennen entscheidend zur Orientierung beitragen. Dazu untersuchten die Biologen Monarchfalter, welche jeden Herbst 4.000 Kilometer in Richtung Süden fliegen, um dort zu überwintern. Dabei orientieren sich die Tiere am Sonnenstand und können trotz der Wanderung der Sonne während des Tages und der Jahreszeiten ihre Flugrichtung beibehalten.
Für die Experimente teilten die Forscher die Versuchstiere in mehrere Gruppen ein und manipulierten sie auf unterschiedliche Weise. Einigen Tieren entfernten sie die Fühler, anderen übermalten sie die Antennen mit schwarzer Farbe oder einem durchsichtigen Überzug. Dann hielten sie die Insekten während einiger Tage in Kammern, die sie jeweils 12 Stunden beleuchteten und anschließend 12 Stunden abdunkelten. Bei der einen Hälfte der Schmetterlinge behielten die Forscher den normalen Tagesrhythmus bei, bei der anderen Hälfte versetzten sie diesen Rhythmus um sechs Stunden. Dann entließen sie die Tiere in Käfige im Freien und registrierten ihre Flugrichtung.
Nur diejenigen mit Antennen waren in der Lage, zielgerichtet nach Süden zu fliegen, die Falter ohne Fühler fanden sich hingegen überhaupt nicht zurecht. Diese Entdeckung überrascht, vermuteten die Wissenschaftler doch bisher das ganze Orientierungssystem der Schmetterlinge im Gehirn, wo es bei vielen anderen Insekten auch sitzt. Zudem konnten die Wissenschaftler ausschließen, dass Geruchswahrnehmung an der Orientierung beteiligt ist ? der transparente Überzug bei einigen Faltern verhinderte jeden derartigen Sinneseindruck und die Tiere fanden den Weg nach Süden trotzdem.
Es war bereits bekannt, dass sich das Orientierungssystem der Schmetterlinge aus einem Kompass und einem Zeitgeber zusammensetzt. Dieser Zeitgeber muss durch das Sonnenlicht immer wieder neu gestellt werden, da er sonst jeden Tag ein wenig mehr vor- oder nachgeht. Während Forscher bislang davon ausgingen, dass sich sowohl Kompass als auch Zeitgeber im Gehirn der Schmetterlinge befinden, zeigen die neuen Ergebnisse nun, dass die innere Uhr in den Antennen sitzt. So konnten die Monarchfalter mit den schwarz bepinselten Fühlern ihren Rhythmus zwar noch einige Tage beibehalten, aber da kein Licht an die Antennen drang, war keine Neukalibrierung möglich. Die zeitversetzen Tiere mit intakten Antennen passten sich dagegen schnell wieder an den tatsächlichen Tagesrhythmus an, als sie ins Freie entlassen wurden. Für die Schmetterlinge ist es wichtig, eine Art Kalender zu führen, da sich der Sonnenstand, der ihnen die Orientierung ermöglicht, über das Jahr verändert. In künftigen Studien wollen die Forscher Nervenverbindungen zwischen dem Sonnenkompass und den Antennen in den Monarchfaltern sowie Navigationswerkzeuge anderer Insekten untersuchen.
Christine Merlin (Universität von Massachusetts, Worcester) et al.: Science, Bd. 325, S. 1700 ddp/wissenschaft.de ? Martina Bisculm
