Dass man sich nachts mit Hilfe der Sterne orientieren kann, ist ja nicht wirklich neu. Auch viele Tiere finden nachts ihren Weg mit Hilfe der Sterne. ForscherInnen aus Schweden und Südafrika ist es nun gelingen, zu zeigen, dass Mistkäfer sich dabei manchmal an der Milchstraße orientieren.
Mistkäfer sammeln bekanntlich Mist und rollen daraus Kugeln, die sie dann langsam verspeisen. (Das ist nicht ganz so eklig, wie es vielleicht klingt – der Mist der meisten Pflanzenfresser enthält noch reichlich Pflanzenfasern und anderes genießbare Zeugs.)
(Dieses und die folgenden Bilder von der Presse-Seite der Arbeitsgruppe in Schweden, mit freundlicher Genehmigung, Bild von Marcus Byrne.)
Das Kugeln-Bauen haben sie vermutlich zur Dino-Zeit gelernt, jedenfalls kennt man Mistkäfer schon aus dem Mesozoikum.
Um ihre Mistkugel in Ruhe fressen zu können, rollen sie sie an einen sicheren Ort, beispielsweise eine kleine Höhle. Und weil das Rollen über den Sandboden ja nicht ganz ungefährlich (und sicher auch anstrengend) ist, rollen die Mistkäfer ihre Mistkugel möglichst in gerader Linie durch die Gegend. Dazu müssen sie sich natürlich auch orientieren.
Tagsüber können die Mistkäfer das natürlich an Hand der Sonne tun, nachts leistet der Mond oft gute Dienste. Dabei haben Experimente vor einigen Jahren gezeigt, dass die Käfer dabei die Polarisation des Lichts verwenden, um sich zu orientieren.
Aber auch in mondlosen Nächten gelingt es den Mistkäfern, einen geraden Weg zu finden; jedenfalls dann, wenn der Himmel klar ist.
Um zu testen, wie genau sich die Mistkäfer nun eigentlich orientieren, haben die ForscherInnen sie in kreisförmige Arenen gesetzt, von denen aus sie keine Landmarken wie Berge oder so sehen können, und haben gemessen, wie lange sie brauchen, um ihre Kugeln zum Rand der Arena zu rollen und welche Wege sie dabei zurücklegen.
(Bild von Marcus Byrne)
Um zu testen, ob die Käfer den Himmel zur Orientierung nutzen, bekamen sie kleine Kappen aufgesetzt, so dass sie nicht mehr nach oben schauen konnten:
So sieht das Ergebnis aus – links ohne, rechts mit den Kappen:
Nun haben Mistkäfer nicht gerade Adleraugen – es ist ziemlich zweifelhaft, dass sie so scharf sehen können, dass sie einzelne Sterne erkennen, und den Trick mit dem großen Wagen und dem Polarstern hat ihnen vermutlich auch keiner verraten (würde auch wenig nützen, da das Experiment in Südafrika gemacht wurde). Woran orientieren sie sich also genau?
Um das herauszufinden, mussten die ForscherInnen gezielt Sterne ausschalten. Da das technisch ja nicht so ganz einfach ist und sie vermutlich auch Ärger mit den KollegInnen von der Astronomie bekommen hätten, wenn sie mal eben ein paar Sterne ausknipsen, haben sie ihr Experiment in das Planetarium von Johannisburg verlegt.
(Bild von Emily Baird, die abgebildete Wissenschaftlerin ist Marie Dacke, die mir auch freundlicherweise per mail ein paar Fragen beantwortet hat.)
Dort ließen sich dann gezielt einzelne Sterne ausschalten und nachprüfen, unter welchen Bedingungen die Käfer wie lange unterwegs waren (und damit mehr oder weniger gerade Strecken zurücklegten, denn ihre Geschwindigkeit war immer etwa konstant). Dabei zeigte sich zunächst einmal, dass eine Polarisation des Lichts nicht notwendig war – denn das Licht im Planetarium ist nicht polarisiert (ebenso wie das Sternenlicht draußen), trotzdem gelang den Käfern die Orientierung.
Im Planetarium probierten die Wissenschaftlerinnen jetzt unterschiedliche Varianten aus: Den vollen Sternhimmel, nur die Milchstraße, nur 4000 schwache Stern, nur die 18 hellsten Sterne und schließlich gar keine Sterne. Hier das Ergebnis (aufgetragen ist die Zeit, die die Käfer zum Verlassen der Arena brauchen):
Man sieht, dass der Anblick der Milchstraße allein fast so nützlich war wie der des ganzen Sternhimmels (der Unterschied ist tatsächlich statistisch nicht signifikant – die Streuung der Werte ist doch recht groß). Mit 4000 schwachen Sternen kamen die Käfer immer noch einigermaßen klar (die Differenz ist zwar größer, aber immer noch nicht statistisch sicher vom vollen Sternhimmel zu unterschieden), während die 18 hellsten Sterne allein nicht so viel halfen und der vollkommen dunkle Himmel am wenigsten nützte.
Die Forscherinnen schließen daraus, dass in einer mondlosen Nacht vor allem die Milchstraße zur Orientierung dient. Das passt auch zu dem, was man über die Augen der Mistkäfer weiß, die sich zum scharfen Sehen einzelner Sterne nicht so gut eignen. Man könnte einwenden, dass es unter realen Bedingungen aber nicht die Milchstraße sein mag, die entscheidend ist, sondern einfach die gesamte Helligkeitsverteilung des Himmels.
Hier kam den Forscherinnen jetzt ein glücklicher Zufall zur Hilfe – der allerdings frühere Forschungsergebnisse über den Haufen warf. Als nämlich die ersten Experimente zur Orientierung im Mondlicht gemacht wurden (die wurden vor einiger Zeit in nature veröffentlicht), gelang es den Mistkäfern nicht, sich ohne Mondlicht zu orientieren – von der Milchstraße oder den Sternen ist in der Arbeit gar nicht die Rede.
Dieser Widerspruch ließ sich wie folgt aufklären (Dank an Marie Dacke, dass sie mir freundlich per mail hierzu Auskunft gegeben hat – wäre sie nicht letzte Woche in Südafrika gewesen, hättet ihr diesen Artikel schon letztes Wochenende lesen können): Die Lage der Milchstraße am Himmel ändert sich mit der Jahreszeit. Es gibt eine Zeit (im Oktober), wo sie direkt nach Sonnenuntergang sehr flach am Himmel steht und nicht zu sehen ist. Und genau unter diesen Bedingungen wurden die ersten Experimente gemacht, so dass die Mistkäfer deutlich größere Schwierigkeiten hatten, sich zu orientieren. Glück gehabt – denn zwar entging ihnen damals der Zusammenhang mit der Milchstraße, dafür hätten sie möglicherweise viel größere Probleme gehabt, überhaupt herauszufinden, dass die Tiere sich am Mond orientieren, wenn er denn scheint.
Natürlich darf man nicht annehmen, dass die Mistkäfer Objekte wie die Milchstraße oder den Mond bewusst anpeilen – auch wenn es in der Arbeit nicht explizit gesagt wird, ist die plausibelste Annahme sicher die, dass sie sich am größten für sie wahrnehmbaren Helligkeitsunterschied am Himmel orientieren. Ist Mondlicht da, wird es genutzt, ist keins da, genügt – falls vorhanden – auch die Milchstraße, wenn auch die nicht da ist, dann haben die Käfer noch größere Probleme.
Astronomie betreiben die Käfer also nicht, trotzdem ist es das erste Mal, das nachgewiesen werden konnte, dass Tiere sich mit Hilfe der Milchstraße orientieren.
Marie Dacke, Emily Baird, Marcus Byrne, Clarke H. Scholtz, and Eric J. Warran
Dung Beetles Use the Milky Way for Orientation
Current Biology (2013), https://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2012.12.034
Das paper zur Orientierung im Mondlicht ist
Marie Dacke, Dan-Eric Nilsson, Marcus Byrne, Clarke H. Scholtz, and Eric J. Warrant
Insect orientation to polarized moonlight
Nature 424, Juli 2003, S. 33
Die sehr schöne Internetseite, von der ich auch die Pressefotos geholt habe, findet ihr hier.
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