Navigation: Nur pünktliche Falter kommen ans Ziel

Die Fliegerei liegt in den Genen: Regelmäßig im Herbst verlassen die Monarchfalter ihre Quartiere in den USA sowie im Süden Kanadas und steuern ein kleines Gebiet in den Bergwäldern der mexikanischen Sierra Madre an. Bis zu 3600 Kilometer legen die Wanderfalter dabei zurück - ohne die Strecke jemals gelernt zu haben. Denn nur jede vierte oder fünfte Generation macht sich auf die beschwerliche Reise.

Biologen sind überzeugt, dass sich die Schmetterlinge bei ihrem Flug gen Südwesten an der Sonne orientieren. Deren Position am Himmel verändert sich allerdings im Laufe des Tages. Anhand des Sonnenstandes lässt sich die korrekte Himmelsrichtung somit nur ermitteln, wenn zugleich auch die Uhrzeit bekannt ist.

Doch wie kommen die Falter an die exakte Zeit? Forschern der Massachusetts Medical School im US-amerikanischen Worcester ist es nun gelungen, eine seit langem gehegte Vermutung zu belegen. Wie die Neurobiologen im Wissenschaftsmagazin "Science" berichten, verfügen die Schmetterlinge über eine interne Uhr, die durch den Rhythmus von Tag und Nacht gestellt wird. Für die Synchronisation sind offenbar bestimmte Gene verantwortlich, deren Aktivität während des Tages stark schwankt.

Um die Abhängigkeit der Monarchfalter vom Licht zu studieren, hat das Team um Steven Reppert die Tiere bereits bei ihrer Verpuppung einer konstant scheinenden Lichtquelle ausgesetzt. Während die Falter normalerweise am Morgen schlüpfen (ein Zeichen für die Bedeutung der inneren Uhr), verließen die bestrahlten Schmetterling ihre Puppe zu beliebigen Zeiten.

Auch die inneren Uhren ausgewachsener Monarchfalter haben die Forscher manipuliert. So verschoben die Wissenschaftler bei einer Schmetterlingsgruppe sowohl Tagesanbruch als auch Tagesende im Labor um exakt sechs Stunden, eine andere Gruppe wuchs unter natürlichen Bedingungen auf.

Anschließend durften die Insekten im "Flugsimulator" durchstarten. Aufgehängt an einem dünnen Wolframdraht, wurde die Flugrichtung der Falter ermittelt. Während die nicht manipulierten Tiere geradewegs nach Südwesten flogen, nahmen die um sechs Stunden verwirrten Tiere Kurs Richtung Südosten. Offensichtlich interpretierten sie den Sonnenstand nicht richtig.

"Wenn die Uhr falsch geht, können sich die Monarchfalter auf ihrem Weg nach Mexiko nicht mehr orientieren", sagt Reppert. Die Wanderung würde in diesem Fall schon im Ansatz scheitern, was für die Falter den Tod nach sich ziehen würde.

Ausgehend von dieser Studie erhoffen sich die Wissenschaftler nun Erkenntnisse über den Orientierungssinn anderer Tiere, seien es Bienen auf der Suche nach Honig oder Ameisen in der Wüste. Auch das Zugverhalten von Vögeln, die zum Teil weitaus größere Strecken als die Monarchfalter zurücklegen, könnte zukünftig besser verstanden werden - eines der, so Reppert, "größten Geheimnisse der Biologie".

Alexander Stirn