Millionen von Motten nutzen die Sterne auf einer über tausend Kilometer langen Reise, um nicht verloren zu gehen.

Wenn sich auf der Südhalbkugel der Sommer nähert (im Dezember), verlassen Milliarden von Bogong-Motten ( Agrotis infusa ) die Graslandschaften im Südosten Australiens. Auf der Flucht vor der Hitze fliegen sie aus verschiedenen Regionen des riesigen Inselkontinents für mehrere Nächte (sie sind nachtaktiv) zu einigen Höhlen in den über tausend Kilometer entfernten Snowy Mountains. Nachdem sie den Sommer in Ruhe verbracht haben, kehren sie an ihren Geburtsort zurück, um sich zu paaren und zu sterben. Das Außergewöhnliche an dieser zweimaligen Migration ist, dass die Motten in diesem Frühling geschlüpft sind und diese Reise daher noch nie zuvor unternommen haben. Forschungsergebnisse, die in Nature , dem führenden wissenschaftlichen Journal, veröffentlicht wurden , zeigen, wie sie sich nachts an den Sternen orientieren.

Dass Lachse in denselben Fluss zurückkehren, in dem sie geboren wurden, um sich zu paaren und zu sterben, nachdem sie ihr gesamtes Erwachsenenleben im Meer verbracht haben. Dass Schildkröten an denselben Strand zurückkehren, an dem sie geschlüpft sind, um ihre Eier abzulegen. Dass Karibus in Nordkanada oder Gnus in Ostafrika Tausende von Kilometern auf einer doppelten Wanderung zurücklegen. Oder dass ein kleiner Vogel wie die Küstenseeschwalbe unter den Zugvögeln dadurch hervorsticht, dass er in der Arktis brütet und den Winter in der Antarktis verbringt – eine doppelte Reise von 20.000 Kilometern – sind Ereignisse, die Biologen faszinieren. Doch es handelt sich um Arten aus den höchsten Zweigen des Lebensbaums. Wirbellose Tiere mit Navigationsfähigkeiten sind kaum bekannt. Der faszinierende Achtertanz der Bienen orientiert sich am Sonnenstand. Mistkäfer laufen geradlinig neben ihrem Mistballen her, ebenfalls geleitet von der Sonnenbahn. Ihre Mission ist es jedoch, Strecken von wenigen Metern oder Kilometern zu fliegen. Monarchfalter sind die einzigen bekannten Insekten, die die Sonne für ihre saisonalen Wanderungen zwischen Kanada und den Vereinigten Staaten bis nach Mexiko nutzen.

Bogong-Motten, die in Südaustralien heimisch sind, sind zwar keine so hübschen Schmetterlinge wie Monarchfalter, können aber besser navigieren. Im Jahr 2018 entdeckte eine Gruppe von Forschern, dass sie das Magnetfeld der Erde spüren können . „Wir haben herausgefunden, dass Bogong-Motten i) magnetoempfindlich sind, ii) ihr Magnetsinn irgendwie mit optischen Orientierungspunkten verbunden ist und iii) dies relevant ist, um einen Kurs zu halten bzw. in einer geraden Linie zu fliegen“, antwortet der Biologe David Dreyer von der Universität Lund zu dieser Entdeckung. Nun haben Dreyer und eine Reihe von Wissenschaftlern, die Orientierung und Navigation im Tierreich erforschen, entdeckt, dass Magnetorezeption nicht ausreicht; sie nutzen auf ihren Reisen auch die Sterne.

„In bestimmten Gebieten der nördlichen Hemisphäre mit geringer Lichtverschmutzung bietet die Milchstraße bereits ein spektakuläres Schauspiel . In einer mondlosen Nacht in den Snowy Mountains Australiens ist sie jedoch sogar noch heller als auf der Nordhalbkugel“, erinnert sich Dreyer, Erstautor der in Nature veröffentlichten Forschungsarbeit. „Wir wissen nicht genau, an welchen Himmelsmerkmalen sie sich orientieren, aber die Längsachse der Milchstraße oder der Carinanebel [der hellste Teil dieser Balkenspiralgalaxie] sind vielversprechende Kandidaten für zukünftige Folgeexperimente“, fügt er hinzu. Die Bogongs würden sich also an Sternen orientieren und ihren Magnetsinn als Backup-System nutzen.

Um diese Wunder zu demonstrieren, fingen die Forscher mehrere hundert Motten ein, einige zu Beginn ihrer Reise in die Berge, andere auf dem Rückflug am Ende des Sommers. Und sie tricksten sie aus. Sie bauten für sie einen Flugsimulator in einem mit dunklem Filz ausgelegten Raum. Wie in einem Planetarium zeigten sie ihnen Bilder des Nachthimmels. Damit ein optischer Encoder ihre Orientierung aufzeichnen konnte, was er fünfmal pro Sekunde tat, wurden sie an einem Wolframstab befestigt, wodurch sie fliegen und sich orientieren, aber nicht vorwärtskommen konnten. Die Forscher überprüften, dass sie ihren Flug an der Position der Sterne ausrichteten. Tatsächlich korrigierten die Bogongs ihre Position, indem sie die Nachtkarte um 180 Grad drehten. Und als man ihnen eine gefälschte Karte mit veränderten Positionen der Sterne und Sternbilder präsentierte, flatterten die Motten verwirrt umher, bis sie zum Stillstand kamen.

Wie auf der Nordhalbkugel verändert sich der Himmel zwischen Frühling und Herbst, wobei die relative Position der Sterne deutlich variiert. „Es scheint, dass Motten diese Unterschiede zu verschiedenen Jahreszeiten verstehen und daher in ihrer angeborenen Zugrichtung wandern können“, erklärt Eric Warrant, Professor für Sinnesbiologie ebenfalls an der Universität Lund und Hauptautor dieser Studie, in einer E-Mail. „Wie sie mit diesem unterschiedlichen Erscheinungsbild des Himmels umgehen, ist noch unbekannt“, räumt er ein.

Sie wissen auch nicht, wie sie ihren Flug an die nächtliche Bewegung der Sterne anpassen, die sogenannte Sternrotation, die auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn verläuft, im Gegensatz zur Nordhalbkugel. „Möglicherweise können Motten den zeitlichen Verlauf der Sternenbewegungen im Laufe der Nacht ausgleichen und so ihre Zugrichtung unabhängig von der Rotationsposition der Sterne beibehalten“, sagt Warrant. Wenn ja, wäre dies das erste Beispiel für ein nachtaktives Tier, das dazu in der Lage ist. „Wir kennen Insekten wie den Monarchfalter, die den zeitlichen Verlauf der Sonnenposition im Laufe des Tages ausgleichen und so ihre angestammte südwestliche Richtung in Richtung Mexiko während des nordamerikanischen Herbsts beibehalten können“, erklärt er.

Es könnte auch sein, dass sie ein Backup-System verwenden: „Eine andere Möglichkeit ist, dass sich die Motten auf die konstanten Richtungsinformationen des Erdmagnetfelds verlassen und diese verwenden, um die Rotation des Nachthimmels zu kompensieren“, erinnert sich Professor Warrant. Tatsächlich beobachteten sie in den Experimenten, dass die Bogongs bei bewölktem Himmel eine Zeit lang die richtige Orientierung behielten. Es gibt eine weitere, ebenso faszinierende Erklärung: „Eine letzte Möglichkeit ist, dass die Motten in der Lage sind, nachts den Rotationsmittelpunkt der Sterne zu erkennen und davon ausgehend den Süden zu bestimmen.“ Es ist bekannt, dass Zugvögel auf der Nordhalbkugel nach der Position des Polarsterns navigieren, der den Rotationsmittelpunkt der Sterne markiert. Es könnte sein, dass die Motten im Süden dasselbe tun (siehe Bild), aber die Autoren räumen ein, dass Bogongs sich zwar an den Sternen orientieren, kennen aber den genauen Mechanismus nicht.

Um ihre Entdeckung zu bestätigen, zeichneten die Autoren dieser Studie die Gehirnaktivität dieser Tiere mit einigen hundert Neuronen auf, während diese in einem Flugsimulator den Sternenhimmel betrachteten. Andrea Adden, Biologin am Francis Crick Institute (Großbritannien), Co-Autorin der Studie und verantwortlich für die Platzierung winziger Elektroden an 28 Neuronen in Hirnregionen der Motten, die vermutlich an der Navigation beteiligt sind, erklärt dies: „Indem ich das Bild des Sternenhimmels über dem Falter rotieren ließ, konnte ich eine Veränderung in der Aktivität dieses Neurons beobachten; beispielsweise konnten die elektrischen Signale schneller werden, wenn der Falter im Vergleich zum Bild der Milchstraße nach Süden blickte, und langsamer werden, wenn er sich von Süden entfernte“, sagt Adden. Für sie wäre dies ein Hinweis darauf, dass „die Neuronen den Sternenhimmel so verarbeiten, dass er dem Falter bei seiner Navigation als Orientierung dient, ähnlich einem inneren Kompass.“

Die Idee des Sternenkompasses wird auch von Henrik Mouritsen unterstützt, einem Experten für neurosensorische Navigation bei Tieren an der Universität Oldenburg. Mouritsen, der mehrere Artikel über das GPS von Lachsen, Schildkröten, Karibus, Gnus und Zugvögeln wie der Küstenseeschwalbe und dem Monarchfalter veröffentlicht hat, erklärt in einer E-Mail: „Der Bogong-Falter ist das erste wirbellose Tier, das den Sternenhimmel (genauer gesagt die Milchstraße) als echten Kompass nutzt, um über lange Zeiträume hinweg konsistent in eine geografische Richtung zu navigieren.“

Und wenn dieselben Forscher nachweisen können, wie sie ihre Navigation an die täglichen und jahreszeitlichen Veränderungen der Sternenrotation anpassen, wären wir das erste Tier, dem dies gelingt. Das Problem ist, dass die Populationen des Bogong-Falters in den letzten Jahren dramatisch zurückgegangen sind und er auf derRoten Liste der Weltnaturschutzunion (IUCN) gelandet ist. Diese Arbeit hat die Bedeutung des Schutzes von Zugrouten und der Erhaltung eines dunklen, lichtverschmutzungsfreien Himmels unterstrichen.