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Neuroentomologie: Monarchfalter benutzen Fühler als Kompass

Nordamerikanische Wanderschmetterlinge finden den Weg zu ihren Überwinterungsquartieren durch einen Mechanismus in ihren Fühlern. Mit ihnen können die Insekten sowohl den Stand der Sonne wahrnehmen als auch – mit Hilfe eines lichtempfindlichen Zeitgebers, der ebenfalls in den Antennen angesiedelt ist – deren tageszeitlichen Verlauf einberechnen. Das entdeckten jetzt Biologen um Steven Reppert von der University of Massachusetts Medical School in Worcester [1].

Dass sich Monarchfalter (Danaus plexippus) auf ihrer fast 4000 Kilometer langen Reise von Südkanada und dem Norden der USA nach Zentralmexiko hauptsächlich auf ihre Fühler verlassen, erkannten die Forscher, indem sie einigen Schmetterlingen die Fühler entfernten. Die Insekten flogen daraufhin völlig orientierungslos umher. Frühere Studien hatten dagegen angenommen, dass sich der Orientierungssinn der Monarchfalter wie bei vielen anderen Insekten, etwa Drosophila und dem Seidenspinner, ausschließlich im Gehirn befinde.

Die Ausrichtung südwärts regelt zudem eine innere Uhr in den Fühlern, die nach ähnlichen Prinzipien arbeitet wie etwa biologische Zeitgeber, die für den Schlaf-Wach-Rhythmus verantwortlich sind. Mit lichtundurchlässiger Farbe verhinderten die Wissenschaftler die Lichtaufnahme durch Photorezeptoren in den Antennen und blockten so die Synthese bestimmter Uhrproteine wie period und timeless. Dadurch konnten die Tiere den Sonnenverlauf nicht mehr mit den Himmelsrichtungen verbinden und schlugen eine abweichende Richtung ein.

Eine weitere Studie an Monarchfaltern untersuchte Aufzeichnungen der Geschlechtsverteilung in den neun Populationen, die in Mexiko überwintern [2]. Dabei entdeckten Wissenschaftler um Andrew Davis von der University of Georgia in Athens, dass der Anteil an Weibchen innerhalb der letzten 30 Jahre stetig gesunken ist. Als Grund für dieses Phänomen vermuten die Forscher, dass eine Infektion mit dem einzelligen Parasiten Ophryocystis elektroscirrha bei weiblichen Monarchfaltern meist extremer verläuft als bei Männchen. (ie)

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  • Quellen
[1] Reppert, S. et al.: Antennal Circadian Clocks Coordinate Sun Compass Orientation in Migratory Monarch Butterflies. In: Science 10.1126/science.1174562, 2009.
[2] Davis, A., Rendón-Salinas, E.: Are female monarch butterflies declining in eastern North America? Evidence of a 30-year change in sex ratios at Mexican overwintering sites. In: Biology Letters 10.1098/rsbl.2009.0632, 2009.

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