Freitag, 1. Februar 2013

Was macht der Pillendreher bei Neumond?

Verhaltensbiologen sind im Grunde normale Forscher. Erst beobachten sie das Objekt ihrer Begierde, dann manipulieren sie dessen natürliche Rahmenbedingungen, dann schreiben sie auf, was passiert und schließlich ziehen sie daraus ihre Schlüsse.

Ersetzen wir nun "Objekt" durch "Spezies", wahlweise auch "Kolonie" oder "Population", dann sind wir bereits mitten in diesem Forschungszweig der Biologie. Der Autor dieser Zeilen hat sich ebenfalls in seiner späten Jugend mit derartigen Manipulationen auseinandergesetzt, hat Schaben, Hamster, Reiherkolonien und Dachse beobachtet und dabei so einiges nicht nur über die vorgenannten Spezies erfahren. Auf Exkursionen in biologische Forschungsstationen im Müritz-Nationalpark oder auf Sylt war man natürlich nie allein, dafür stets innerhalb einer Gruppe ("Kolonie" wäre zu viel des Guten :-)) mit deutlichem Frauenüberschuss unterwegs ...

Fortsetzung: siehe Artikelende | [Bitte ERST den nun folgenden Hauptteil lesen. Danke.]

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Marie Dacke von der Universität in Lund/Schweden und ihr internationales Team haben kürzlich im Fachblatt Current Biology eine Studie publiziert, die sich mit der nächtlichen Navigation von Pillendrehern (speziell: Scarabaeus satyrus) beschäftigt. Konkret wollten sie wissen, wie es diese Käfer fertigbringen, auf geradem Wege in sternenklarer, mondloser Nacht möglichst schnell weg von den anderen, am Kothaufen um die "besten Dungkugeln" heftig konkurrierenden, Artgenossen hin zum eigenen Versteck zu finden.

Pillendreher (Bsp.: Scarabaeus sacer und S. satyrus) leben vom Kot großer Pflanzenfresser und rollen Dungkugeln mit ganzem Körpereinsatz in ihren Unterschlupf, wo das Weibchen schließlich die Eier darauf ablegt.

[Weitere Informationen zur Gattung Scarabaeus finden sich im APPENDIX]



Es hat für diese Käfer mehrere Vorteile, möglichst den direkten Weg gen Höhle anzutreten: Erstens spart das Energie; zweitens verringert sich so die Wahrscheinlichkeit, das wertvolle Paket gleich wieder an Konkurrenten zu verlieren; drittens setzt man sich nicht länger als nötig potentiellen Fressfeinden aus.

Man wusste bereits, dass die Käfer sich tagsüber am Sonnenstand und der Polarisierung des Lichts orientieren, um auf geradem Wege von A nach B zu kommen. Wie sie es dagegen nachts (ohne Mond) bewerkstelligen, blieb bisher Spekulation.

Künstlicher Horizont und Scheuklappen

Die Wissenschaftler konstruierten zur Überprüfung ihrer Hypothesen nach dem Ausschlussprinzip ein Mini-Freilandlabor, bestehend aus einem wenige Meter großen Testfeld, dessen Ränder so hoch waren, dass die Untersuchungsobjekte keine Möglichkeit hatten, den natürlichen Horizont zu erkennen. Etwaige Landmarken (Bäume, Hügel etc.) konnten ihnen also hier nicht zur Orientierung dienen.

Szenario A: Horizont indifferent, Sternenhimmel sichtbar
Ergebnis: Die Käfer liefen auf geradem Wege zum Rand des Areals

Szenario B: Käfer mit Scheuklappen -> kein Blick zum Sternenhimmel möglich
Ergebnis: Die Käfer liefen unkoordiniert umher

Es lag der Schluss nahe, dass diese Insekten tatsächlich die Sterne als Orientierungshilfe nutzen.
Um ganz sicher zu gehen, verlagerten die Biologen das Freilandlabor in ein Planetarium und simulierten dort verschiedene Himmelsansichten:

Szenario C: Sternenhimmel + Milchstraße
Ergebnis: Die Käfer liefen auf geradem Wege zum Rand des Areals

Szenario D: Nur die Milchstraße
Ergebnis: Die Käfer liefen auf geradem Wege zum Rand des Areals

Szenarien E-G: Einzelne Sterne - schwarzer Himmel
Ergebnisse: Die Käfer benötigten die doppelte bis dreifache Zeit zum Erreichen des Randes

Unterschiedliche Himmelsszenarien bei S. satyrus
Ergo orientieren sich Pillendreher in mondlosen Nächten nicht an einzelnen hellen Sternen oder an Landmarken, sondern einzig am hellen Band der Milchstraße. Logisch ist das allemal, denn Augen von Insekten sind mit unseren nicht zu vergleichen. Komplexaugen sind nämlich besser dafür geeignet, Helligkeitsunterschiede wahrzunehmen, als dafür, spezielle Details in der Landschaft zu unterscheiden.

Die Vermutung liegt nahe, dass Vertreter anderer Klassen ein ähnliches Orientierungsmuster verwenden - allein der Beweis dieser Theorie steht noch aus. Die vorliegende Studie jedenfalls beschreibt ein plausibles Experiment, mit dessen Hilfe erstmalig bei einer Insektenfamilie die Nutzung des Sternenhimmels zur Orientierung nachgewiesen werden konnte.

Darüberhinaus ist es das erste Experiment, das die Nutzung der Milchstraße als Orientierungshilfe im Tierreich bewiesen hat.

Bleibt abschließend zu hoffen, dass sich bald bei weiteren Arten dafür Belege finden lassen; es hängt wohl - wie so oft im Wissenschaftsbetrieb - nur von gesicherten Projektfinanzierungen ab.

Der Link zur Studie

Marie Dacke, Emily Baird, Marcus Byrne, Clarke H. Scholtz, Eric J. Warrant, Dung Beetles Use the Milky Way for Orientation, Current Biology, Available online 24 January 2013, ISSN 0960-9822, 10.1016/j.cub.2012.12.034.

APPENDIX

Die Gattung Scarabaeus gehört zur Familie der Scarabaeidae (Blatthornkäfer), welche über 1000 Arten zählt, die vor allem in wärmeren Gebieten (Afrika, Kleinasien) leben. Die Vorderbeine der Vertreter sind meist als Grabbeine entwickelt, ihr Chitin-Panzer besitzt eine schwarze Grundfärbung, die mitunter golden schimmert. Beim Körperbau fällt die gedrungene, rundliche Form auf, der Thorax (das aus drei Rumpfsegmenten bestehende Bruststück) ist breiter als das Abdomen (Hinterleib). Die Echten Pillendreher (Gattung Scarabaeus) formen aus dem Dung pflanzenfressender Säugetiere große Kotpillen, die sie rückwärts laufend fortrollen und eingraben (als Futterpille oder als Brutpille für die Ernährung der Larven). Der mattschwarze Heilige Pillendreher (Scarabaeus sacer), Größe 20 - 30 mm ist vom Mittelmeerraum bis Vorderasien verbreitet. Im alten Ägypten war er ein heiliges Symbol -> Skarabäus.

Der Name Skarabäus ist griechisch-lateinischen Urspungs und wird oft als Oberbegriff für Blatthornkäfer der Gattung Scarabaeus verwendet.

Im alten Ägypten wurde der Skarabäus als der aus der Erde Entstandene, als Gestalt des Urgottes Chepre (gleichgesetzt mit dem Sonnengott Re) angesehen. Das hängt wahrscheinlich damit zusammen, dass dort die Verstecke mit den Dungkugeln häufig vom Nilhochwasser überschwemmt wurden und sich die Käfer nach Rückzug des Wassers und ihrer Metamorphose unter Tage ohne für die Menschen erkennbare vorherige Fortpflanzung an der Erdoberfläche zeigten. Fortan galt er als Symbol der Schöpferkraft. Wohl dank seiner rundlichen, schimmernden Gestalt und dem Verhalten, (Dung)Kugeln vor sich herzurollen, stellten die Menschen außerdem einen Bezug zum Sonnengott Re und seiner Fahrt mit der Sonnenbarke her.

Als Glücksbringer gilt er bis heute, weil die Käfer mit Verlassen der Ufer und dem Auftauchen in den Häusern das alljährliche Nilhochwasser ankündigen und somit zu Boten des früher wichtigsten Ereignisses entlang des Nils werden.

Häufig schiebt er in Darstellungen die Sonnenscheibe (auch die Mondsichel) und hilft so der Sonne wieder aufzugehen. Seit dem Mittleren Reich gab man den Siegeln die Form eines Skarabäus von 1,5 cm, aber auch 7 - 10 cm Länge (sie bestanden aus Stein, Fayence, Amethyst, Lapislazuli, Glas, Gold u.a.).

In ihre Unterseite waren Namen (besonders von Königen) und symbolische Bilder graviert. Beliebt war der Skarabäus auch bei den Etruskern. In der griechischen, hellenistischen und römischen Kunst wurde nicht selten auch nur die Ovalform des heiligen Käfers zugrunde gelegt (Skarabäoid; skarabäoider Stein). Oft wurden diese Skarabäen in metallene Fingerringe gefasst, der Länge nach als Anhänger durchbohrt oder in Schmuckstücke (z. B. Pektorale) eingefügt; ihre Funktion als Siegel trat immer mehr hinter ihrer Bedeutung als Amulett zurück. Die geflügelten (vierflügeligen) Skarabäen traten seit dem 9. Jahrhundert v. Chr. in der phönikischen Kunst auf, z. B. als Elfenbeinrelief oder als Motiv auf getriebenen und gravierten Bronzeschalen.

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Fortsetzung

Auf Sylt unternahmen wir tagsüber entweder Radtouren oder fuhren auf einem Fischkutter zu den Seehunden und Kegelrobben - dabei stets bemüht, verschiedene Lebensräume und Bewohner dieses Eilands kennenzulernen. Besonders mochte ich die langen Wanderungen über zwischen den Dünen angelegte Holzwege, die sich mit einem Bodenabstand von etwa 20 Zentimetern durch die dortige Landschaft schlängeln. Eine Tour führte uns nach dem Mittagsschmaus (frische Austern in den Lagerräumen der Firma Sylter Royal) zur Nordspitze der Insel, dem sogenannten "Ellenbogen". Dabei überquert man u.a. eine "große" Düne (15 m) und hört mit etwas Glück - die passende Jahreszeit vorausgesetzt - in den Feuchtgebieten zwischen den Dünen die Kröten rufen. Kreuzkröten, um genau zu sein, nannte sich die gesuchte Spezies und wir hatten in der Tat Erfolg.

[Sylt, friesisch Söl, ist die größte der Nordfriesischen Inseln und liegt an der Grenze zu Dänemark. Sie umfasst 97 km², ist von N nach S ca. 40 km lang, max. 13 km breit und erhebt sich bis zu 52 m ü. NN. An die pleistozänen Geestkerne (Moränen und Sanderablagerungen) von Westerland-Keitum-Kampen (Rotes Kliff an der Westküste, bis 30 m hoch; Weißes Kliff an der Ostküste), Archsum und Morsum, die auf tertiärem Kaolinsand ruhen und durch Marschablagerungen verbunden sind, schließen sich nach N (Listland - bis 1864 eine reichsdänische Exklave) und S (Rantum, Hörnum) zum Teil von Dünen bedeckte Sandnehrungen an. Sie entstanden durch die nach N und S gerichteten Küstenströmungen beiderseits der bei Westerland aufprallenden Brandung. Hier wird versucht, durch umfangreiche Küstenschutzmaßnahmen (seit 1872 Bau von Buhnen, seit 1972 Sandvorspülung) den Abbruch des Kliffs zu verhindern und die den Badestrand bedrohende Sandwanderung zu verringern.

Die Gestalt der Insel hat sich in den letzten Jahrhunderten stark verändert. Vor 1000 Jahren noch Teil des Festlandes, wurde sie nach mehreren Sturmfluten abgetrennt und nach Osten verlagert; besonders groß ist der Landverlust an der Südspitze bei Hörnum (1955 - 1990: 140 ha). Die Ostküste begleitet ein Marschenstreifen, an den sich das Wattenmeer anschließt. Sylt ist seit 1927 durch den Hindenburgdamm (Eisenbahn mit Autotransport, keine Straße) mit dem Festland verbunden. Wirtschaftliche Grundlage war früher neben Landwirtschaft und Fischerei die Seefahrt (Walfang im 17. und 18. Jhd). Heute dominiert der Fremdenverkehr, der 1857 mit Eröffnung des Seebades Westerland begann und mittlerweile auch die Gemeinden Wenningstedt, Kampen, List, Hörnum, Sylt-Ost und Rantum umfasst. Die Insel steht weitgehend unter Natur- oder Landschaftsschutz.

Die seit dem 8. Jhd. von Friesen besiedelte Insel ist außerdem reich an vorgeschichtlichen Denkmälern (z. B. Denghoog - ein gut erhaltenes jungsteinzeitliches Megalithgrab bei Wenningstedt, freigelegt 1868). 1866 ging sie gemeinsam mit dem Herzogtum Schleswig an Preußen.]

Unser Gruppenleiter, ein PD mit jahrzehntelanger Erfahrung auf dem Gebiet der Herpetologie, zeigte uns im Feld die Bestimmungsmerkmale dieser Art und fing obendrein so ziemlich jeden Vertreter der Anura im Umkreis von 20 Metern mit geübten Handgriffen ein. Ich erinnere noch genau unseren damaligen Standort - und selbstverständlich die weibliche Begleitung. Klar, damals steuerte das männliche Zweithirn noch einen Großteil meiner Denkprozesse, war verantwortlich dafür, dass Substanz durch Flatterhaftigkeit überlagert wurde. Insofern bin ich dem fortschreitenden "Alter" sehr sehr dankbar.

Heute nämlich gilt meine Konzentration nicht mehr vornehmlich jenem Zahlenspiel mit der Summe 240, stattdessen liebe ich es jetzt förmlich, meine kleinen und großen Projekte fast ablenkungsfrei voranzu(nun ja)treiben.

Zurück zu den Kröten. Am Abend saßen wir immer um einen großen Tisch in der ersten Etage der Forschungsstelle und warfen gemeinsam die Schalen der am Tage gesammelten Meeresfrüchte in einen Eimer. Dazu gab es das klassische Studentenessen - mal mehr, mal weniger pampig zubereitet. Der Autor dieser Zeilen ist kein toller Kartenspieler, klinkte sich aber dennoch nach dem Mahl nicht sofort aus, versuchte vielmehr, die Tricks zu erlernen. Meist wurde es mir aber dann doch zu langweilig - wohl, weil der gewünschte Spielerfolg nicht eintrat - und ich entschwand zur Lektüre auf mein Zimmer. Es klopfte, ich öffnete, ich war perplex. Gerade noch mit Bestimmungsliteratur beschäftigt, sah ich mich nun einer ziemlich klar bestimmbaren Situation ausgesetzt. Was macht man(n) da? Mein Zweithirn brauchte ich nicht zu fragen, mein Primärhirn (oder das, was wir Männer dafür halten) legte allerdings ein Veto ein. Kurzer Spaß ist eine Sache, längere Freude eine andere. Ob nicht vielleicht doch etwas daraus hätte werden können? Nein! Niemals! Im Nachgang bin ich sehr froh über die damalige Entscheidung und ich wünschte, in der Zeit bis heute stets so gehandelt zu haben - viele Nerven wären mir erhalten geblieben; überflüssig zu erwähnen, dass ich danach von ihr ignoriert wurde.

[So, jetzt aber: Zum Abschluss nochmal hochscrollen und den HAUPTTEIL lesen. Der lohnt sich.]




















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