Einige von uns leben und sterben mit dem GPS unseres Telefons. Aber wenn wir kein Signal bekommen oder die Batterieleistung nachlässt, verirren wir uns auf dem Weg zum Lebensmittelgeschäft.
Tiere können sich jedoch mit erstaunlicher Genauigkeit über weite Entfernungen zurechtfinden.
Nehmen Sie zum Beispiel Monarchfalter. Millionen von ihnen fliegen jedes Jahr bis zu 2.500 Meilen durch die östliche Hälfte Nordamerikas zu denselben Überwinterungsgebieten und nutzen das Magnetfeld der Erde, um ihnen dabei zu helfen, eine kleine Region in Zentralmexiko zu erreichen, die etwa die Größe von Disney World hat.
Oder Rotlachs: Sie starten im offenen Meer und kehren jedes Jahr zum Laichen nach Hause zurück. Mithilfe geomagnetischer Hinweise schaffen sie es, ihren Heimatstrom aus Tausenden von Möglichkeiten zu identifizieren, und kehren oft bis auf wenige Meter an ihren Geburtsort zurück.
Jetzt bieten neue Forschungsergebnisse Hinweise darauf, wie wandernde Tiere dorthin gelangen, wo sie hin müssen, selbst wenn sie das Signal verlieren oder ihr innerer Kompass sie in die Irre führt. Der Schlüssel, sagte Duke Ph.D. Student Jesse Granger: „Sie kommen schneller und effizienter ans Ziel, wenn sie mit einem Freund reisen.“
Viele Tiere können das Magnetfeld der Erde spüren und es als Kompass verwenden. Was die Wissenschaftler verwirrt hat, sagte Granger, ist, dass der Magnetsinn nicht ausfallsicher ist. Diese Signale, die vom geschmolzenen Kern des Planeten kommen, sind an der Oberfläche subtil. Phänomene wie Sonnenstürme und menschengemachtes elektromagnetisches Rauschen können sie stören oder übertönen.
Es ist, als ob die „Nadel“ ihres inneren Kompasses manchmal abgeworfen wird oder in zufällige Richtungen zeigt, was es schwierig macht, eine zuverlässige Messung zu erhalten. Wie schaffen es manche Tiere, mit einem so lauten sensorischen System einen Kurs festzulegen und ihn trotzdem richtig zu machen?
„Das ist die Frage, die mich nachts wach hält“, sagte Granger, die die Arbeit mit ihrem Berater, Duke Biology Professor Sönke Johnsen, erledigte.
Mehrere Hypothesen wurden aufgestellt, um zu erklären, wie sie das tun. Vielleicht, sagen einige Wissenschaftler, mitteln wandernde Tiere mehrere Messungen, die im Laufe der Zeit durchgeführt werden, um genauere Informationen zu erhalten.
Oder vielleicht wechseln sie von der Konsultation ihres Magnetkompasses zu anderen Navigationsmitteln, wenn sie sich dem Ende ihrer Reise nähern – wie Gerüche oder Orientierungspunkte –, um ihr Ziel einzugrenzen.
In einem Artikel, der am 16. November in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Verfahren der Royal Society Bwollte das Duke-Team diese Ideen gegen eine dritte Möglichkeit stellen: Dass einige Tiere es trotzdem schaffen, ihren Weg zu finden, selbst wenn ihre Kompassanzeigen unzuverlässig sind, indem sie einfach zusammenhalten.
Um die Idee zu testen, erstellten sie ein Computermodell, um virtuelle Gruppen wandernder Tiere zu simulieren, und analysierten, wie sich verschiedene Navigationstaktiken auf ihre Leistung auswirkten.
Die Tiere im Modell beginnen ihre Reise über ein weites Gebiet verteilt und begegnen unterwegs anderen. Die Richtung, die ein Tier bei jedem Schritt auf dem Weg einschlägt, ist ein Gleichgewicht zwischen zwei konkurrierenden Impulsen: sich zusammenzuschließen und bei der Gruppe zu bleiben oder zu einem bestimmten Ziel zu gehen, aber mit einem gewissen Grad an Fehlern bei der Orientierung.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass, selbst wenn die simulierten Tiere begannen, mehr Fehler beim Lesen ihrer magnetischen Karte zu machen, diejenigen, die bei ihren Nachbarn blieben, ihr Ziel erreichten, während diejenigen, die sich nicht darum kümmerten, zusammen zu bleiben, es nicht schafften.
„Wir haben gezeigt, dass Tiere besser in der Gruppe navigieren können als alleine“, sagte Granger.
Selbst als ihr Magnetkompass sie vom Kurs abbrach, schafften es mehr als 70 % der Tiere im Modell nach Hause, indem sie sich einfach mit anderen zusammenschlossen und ihrer Führung folgten. Andere Möglichkeiten der Kompensation reichten nicht aus oder müssten sie für den größten Teil der Reise perfekt führen, um die gleiche Leistung zu erbringen.
Die Strategie bricht jedoch zusammen, wenn die Anzahl der Arten abnimmt, fanden die Forscher heraus. Das Team zeigte, dass Tiere, die Freunde brauchen, um sich zurechtzufinden, eher verloren gehen, wenn ihre Population unter eine bestimmte Dichte schrumpft.
„Wenn die Bevölkerungsdichte zu sinken beginnt, brauchen sie auf ihrer Migrationsroute immer länger, bevor sie jemand anderen finden“, sagte Granger.
Frühere Studien haben ähnliche Vorhersagen gemacht, aber das Modell des Duke-Teams könnte zukünftigen Forschern helfen, den Effekt für verschiedene Arten zu quantifizieren. In einigen Durchläufen des Modells fanden sie beispielsweise heraus, dass, wenn eine hypothetische Population um 50 % zurückging – ähnlich wie es Monarchen im letzten Jahrzehnt und einige Lachse im letzten Jahrhundert erlebt haben – 37 % weniger der verbleibenden Individuen auskommen würden es an ihr Ziel.
„Dies könnte ein unterschätzter Aspekt der Besorgnis sein, wenn man den Bevölkerungsverlust untersucht“, sagte Granger.
Mehr Informationen:
Jesse Granger et al, Kollektive Bewegung als Lösung für laute Navigation und ihre Anfälligkeit für Bevölkerungsverlust, Verfahren der Royal Society B: Biologische Wissenschaften (2022). DOI: 10.1098/rspb.2022.1910