Studie erreicht längste kontinuierliche Verfolgung von wandernden Insekten

Insekten sind die kleinsten fliegenden Migranten der Welt, aber sie können auch bei ungünstigen Windverhältnissen perfekt gerade Flugbahnen beibehalten, so eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie (MPI-AB) und der Universität Konstanz. Forscher verfolgten wandernde Schwärmer per Funk über eine Entfernung von bis zu 80 Kilometern – die längste Entfernung, die ein Insekt in freier Wildbahn kontinuierlich überwacht hat. Durch die genaue Verfolgung von Individuen während der Migration enthüllt die weltweit erste Studie ein jahrhundertealtes Geheimnis darüber, was Insekten auf ihren langen Reisen tun.

Die Studie, erschienen in Wissenschaft, bestätigt, dass Schwärmer über lange Distanzen eine gerade Flugbahn beibehalten können, indem sie ausgeklügelte Strategien anwenden, um ungünstigen Windbedingungen entgegenzuwirken und diese zu korrigieren. Die Ergebnisse zeigen, dass Insekten zu einer genauen Navigation fähig sind, was bestätigt, dass ein interner Kompass sie auf ihren langen Reisen leitet.

Mit Billionen von Menschen, die jedes Jahr migrieren, gehören Insekten zu den am häufigsten wandernden Tieren auf der Erde. Dazu gehören bekannte Arten wie der Monarchfalter sowie Arten von enormer gesellschaftlicher und ökologischer Bedeutung wie Heuschrecken, Mücken und Bienen. Aber obwohl Insektenmigranten weitaus zahlreicher bekannter Migranten wie Vögel oder Säugetiere sind, ist ihre Migration die am wenigsten verstandene Form der Langstreckenbewegung von Tieren.

Das Problem war größtenteils methodischer Natur. „Insekten unterwegs zu studieren ist eine gewaltige Herausforderung“, sagt Erstautor Myles Menz, der die Forschung am MPI-AB durchführte und jetzt Dozent an der James Cook University in Australien ist. „Sie sind normalerweise zu zahlreich, um sie zu markieren und wiederzufinden, und zu klein, um Ortungsgeräte zu tragen.“

Vieles, was wir über die Migration von Insekten wissen, stammt aus Studien, in denen Insekten zu einem bestimmten Zeitpunkt untersucht wurden, z. B. durch Radar oder direkte Beobachtung, was große Lücken in unserem Wissen hinterlassen hat. „Zu verstehen, was Insekten während der Migration tun und wie sie auf das Wetter reagieren, ist eine letzte Grenze in der Migrationswissenschaft“, sagt Menz.

Die aktuelle Studie, die per Funk markierte Individuen in einem Leichtflugzeug verfolgte, ist die erste, die kontinuierlich nachtaktive wandernde Insekten in freier Wildbahn untersucht, und stellt die längste Entfernung dar, über die ein Insekt kontinuierlich im Feld verfolgt wurde. Das Team, dem Forscher des MPI-AB und der Universität Konstanz in Deutschland sowie der University of Exeter im Vereinigten Königreich angehören, konzentrierte sich auf den Totenkopfschwärmer – einen großen, nachtaktiven Migranten, der jeweils bis zu 4.000 Kilometer zwischen Europa und Afrika zurücklegt Jahr. Wie viele Insekten ist die Art ein Mehrgenerationenwanderer, was bedeutet, dass kein Individuum die gesamte Route kennt.

Am MPI-AB in Konstanz, Deutschland, züchtete das Team Raupen bis zum Erwachsenenalter im Labor, um sicherzustellen, dass die Individuen naiv waren. Als ausgewachsene Motten auftauchten, wurden sie mit Funketiketten fixiert, die 0,2 Gramm wogen – weniger als 15 % des Körpergewichts von Erwachsenen. „Wahrscheinlich würden die Motten in einer Nacht mehr Gewicht fressen, daher sind diese Anhänger extrem leicht für die Insekten“, sagt Menz.

Die Forscher ließen die markierten Motten frei und warteten auf den Beginn des Flugs, wonach sie jeweils eine einzelne Person auswählten, der sie folgten. Das Team verfolgte 14 Motten jeweils bis zu 80 Kilometer oder 4 Stunden lang – eine Strecke, die lang genug war, um als Zugflug betrachtet zu werden –, wobei es Antennen verwendete, die an einem Cessna-Flugzeug montiert waren, um alle fünf bis 15 Minuten genaue Positionen zu bestimmen. Insekten wurden in Süd-Südwest-Richtung von Konstanz in die Alpen verfolgt, was der Route der Schwärmer in Richtung Mittelmeer und Nordwestafrika folgt.

Aufgrund praktischer Einschränkungen beim Fliegen in einem Flugzeug verfolgten die Wissenschaftler Motten kontinuierlich, bis die Insekten auf dem Weg stoppten. „Wenn Sie in einem Flugzeug sitzen, wird es extrem schwierig, darauf zu warten, dass die Insekten wieder anfangen zu wandern, weil Sie in diesem Fall in der Luft sein müssten, was jederzeit in der Nacht sein könnte“, sagt Seniorautor Martin Wikelski. ein Bewegungsökologe vom MPI-AB und der Universität Konstanz, der das Flugzeug während der Studie pilotiert hat.

Die Ergebnisse zeigen, dass Motten während des Fluges über lange Distanzen perfekt gerade Flugbahnen beibehielten. Das lag nicht daran, dass sie auf günstigen Rückenwind gewartet hätten. Vielmehr wandten sie eine Reihe von Flugstrategien an, um sich gegen die vorherrschenden Winde abzusichern, sodass sie die ganze Nacht über ihren Kurs halten konnten. Wenn der Wind günstig war, flogen sie hoch und langsam und ließen sich von der Luft tragen. Aber bei starkem Gegenwind oder Seitenwind flogen sie tief zu Boden und erhöhten die Geschwindigkeit, um die Kontrolle über ihren Weg zu behalten.

Menz: „Jahrelang ging man davon aus, dass es bei der Insektenwanderung vor allem darum geht, herumgeweht zu werden. Aber wir zeigen, dass Insekten großartige Navigatoren sein können, die Vögeln ebenbürtig sind, und weit weniger anfällig für Windverhältnisse sind, als wir dachten.“

„Indem wir zeigen, dass es technisch möglich ist, einzelne Insekten während der Migration kontinuierlich zu überwachen und ihr Flugverhalten im Detail zu beobachten, hoffen wir, weitere Studien anzuregen, um viele weitere große Fragen in diesem Bereich zu beantworten.“

Für die Studienautoren geht es im nächsten Schritt darum, die Frage zu beantworten, wie Motten in der Lage sind, solche geraden Linien beizubehalten. „Basierend auf früheren Laborarbeiten ist es möglich, dass die Insekten interne Kompasse verwenden, sowohl visuelle als auch magnetische, um ihren Weg um die Welt zu kartieren“, sagt Menz.