Wie Insekten mit ihren wenigen Neuronen es bewerkstelligen, einigermaßen zuverlässig im Flug von A nach B zu gelangen, ist seit Längerem Gegenstand intensiver Forschung. Nicht zuletzt erhoffen sich Wissenschaftler dabei, autonome Mini-Flugkörper verbessern zu können, die bauartbedingt mit ebenso rudimentärer Denkleistung auskommen müssen wie die Fliegen.

Jetzt zeigte sich, dass offenbar die Theorien darüber, wie die Taufliege Drosophila melanogaster und vermutlich auch verwandte Arten ihre Flughöhe halten, von falschen Annahmen ausgegangen sind. Anders als gedacht orientiert sich das Insekt nämlich nicht am optischen Fluss des Bodens, reagiert also nicht auf die scheinbare Bewegung markanter Punkte und Kanten in ihrem Gesichtsfeld. "Wir wollten eigentlich nur schnell nachweisen, dass das Modell mit dem optischen Fluss funktionierte", erklärt Teammitglied Andrew Straw. "Als wir dann feststellten, dass es nicht zutrifft, begannen wir über Alternativen nachzudenken."

Wie sich dann herausstellte, scheinen horizontale Kontraste die Hauptrolle zu spielen: Drosophila fliegt, vereinfacht gesagt, auf Kanten zu, die sie vor oder neben sich sieht. Das entdeckten die Forscher vom California Institute of Technology in Pasadena bei Experimenten in einer Art virtuellen Welt für Fliegen. In ihrem Flugkorridor konnten sie sämtliche Umgebungsmerkmale, die ihre Versuchsobjekte zu Gesicht bekommen, einzeln kontrollieren. Darüber hinaus installierten sie mehrere Kameras, die die Bewegungen in drei Dimensionen auflösen konnten.

Dabei erwiesen sich horizontale Kontraste als derjenige Stimulus, auf den Drosophila am stärksten reagierte: Verschoben sie die Linie nach oben oder unten, zog die Fliege nach. Auch den Kurs bestimmen die Insekten nach einem ähnlichen Mechanismus. Frühere Forschungen haben ergeben, dass vertikale Linien eine besondere Anziehungskraft ausüben. Wie die Tiere zwischen verschiedenen Reizen auswählen, vermögen Straw und Kollegen allerdings noch nicht zu erklären.

Optischer Fluss gilt als im Tierreich verbreiteter Mechanismus, um auf Umgebungsveränderungen schnell reaieren zu können. Dementsprechend wurde auch angenommen, dass Drosophila auf die Geschwindigkeit von Kanten und Linien reagiere, die sich unter ihr wegbewegen. Dabei gilt der einfache Zusammenhang: Steigt man in die Höhe, verlangsamt sich diese Bewegung scheinbar, während sie beim Sinkflug zunimmt. Hält ein Tier die Bewegung konstant, würde es folglich auf ein und derselben Höhe bleiben. Bei einem Mini-Helikopter wurde dieses Prinzip, das so simpel ist, dass bereits der Sensor einer handelsüblichen optischen Maus zur Fluglagekontrolle genügt, erfolgreich eingesetzt. Drosophila scheint es hingegen weitgehend zu ignorieren.

Wie Straw und Kollegen feststellten, ist das Orientieren an horizontalen Linien aber nicht die einzige Strategie der Taufliege: Im Notfall scheint zur Kollisionsvermeidung auch optischer Fluss eine Rolle zu spielen. Steuert das Insekt auf eine Wand zu oder wird von einem Windstoß zu Boden gedrückt, führt das dann strahlenförmige Auseinanderlaufen von Punkten und Linien zu einer reflexhaften Ausweichbewegung. (jd)