Der überraschende Grund, warum Insekten nachts Lichter umkreisen: Sie verlieren den Überblick über den Himmel
Diese Beobachtung ist so alt wie die Menschen, die sich um Lagerfeuer versammeln: Licht in der Nacht kann eine wild kreisende Insektenschar anlocken. In Kunst, Musik und Literatur ist dieses Schauspiel eine bleibende Metapher für gefährliche, aber unwiderstehliche Anziehungskräfte. Und wenn man ihre hektischen Bewegungen beobachtet, bekommt man wirklich das Gefühl, dass etwas nicht stimmt – dass diese nächtlichen Piloten, anstatt Nahrung zu finden und Raubtieren zu entkommen, von einem Licht gefangen sind.
Leider haben jahrhundertelange Beobachtungen wenig Gewissheit darüber gebracht, warum es passiert. Wie verwandelt ein einfaches Licht schnelle, präzise Navigatoren in hilflose, flatternde Gefangene? Wir sind Forscher, die sich mit Flug, Sehen und Evolution befassen, und wir haben in einer kürzlich veröffentlichten Studie Hochgeschwindigkeits-Tracking-Techniken eingesetzt, um eine Antwort zu finden. https://www.youtube.com/embed/FxNRDxlVyxk?wmode=transparent&start=0 Der Grund, warum Insekten um Licht herumfliegen, wird Sie überraschen.
Motten werden vom Licht geliebt?
Viele alte Erklärungen für dieses hypnotische Verhalten sind nicht ganz überzeugend. Eine frühe Annahme war, dass die Insekten von der Hitze einer Flamme angezogen werden könnten. Das war interessant, da einige Insekten tatsächlich pyrophil sind: Sie werden von Feuer angezogen und haben sich so entwickelt, dass sie die Bedingungen in kürzlich abgebrannten Gebieten ausnutzen können. Aber die meisten Insekten in der Nähe von Licht gehören nicht zu dieser Kategorie, und kühles Licht zieht sie recht gut an.
Ein anderer Gedanke war, dass Insekten einfach direkt vom Licht angezogen werden, eine Reaktion, die Phototaxis genannt wird. Viele Insekten bewegen sich auf Licht zu, vielleicht um der Dunkelheit oder einer eindringlichen Umgebung zu entkommen. Aber wenn dies die Erklärung für die Ansammlungen um ein Licht wäre, könnte man erwarten, dass sie direkt auf die Quelle stoßen. Diese Theorie trägt wenig dazu bei, das wilde Kreisverhalten zu erklären.
Eine weitere Idee war, dass Insekten beim Versuch, sich nach den Sternen zu orientieren, ein nahes Licht mit dem Mond verwechseln könnten. Viele Insekten orientieren sich nachts am Mond, um ihren Kurs zu halten.
Diese Strategie beruht darauf, dass Objekte in großer Entfernung scheinbar an Ort und Stelle schweben, wenn Sie sich auf einem geraden Weg bewegen. Ein ruhiger Mond zeigt an, dass Sie keine unbeabsichtigten Wendungen gemacht haben, wie es der Fall sein könnte, wenn Sie von einer Windböe durchgeschüttelt würden. Nähere Objekte scheinen Ihnen jedoch nicht am Himmel zu folgen, sondern hinter Ihnen herzutreiben, wenn Sie vorbeiziehen.
Die Theorie der Himmelsnavigation geht davon aus, dass Insekten versuchen, diese Lichtquelle stabil zu halten, indem sie bei einem misslungenen Versuch, geradeaus zu fliegen, scharf abbiegen. Eine elegante Idee, aber dieses Modell sagt voraus, dass viele Flüge spiralförmig nach innen bis zu einer Kollision verlaufen, was normalerweise nicht mit den Umlaufbahnen übereinstimmt, die wir sehen. Was ist also wirklich los?
Dem Licht den Rücken zukehren
Um diese Frage im Detail zu untersuchen, haben wir und unsere Kollegen Hochgeschwindigkeitsvideos von Insekten in der Nähe verschiedener Lichtquellen aufgenommen, um Flugrouten und Körperhaltungen genau zu bestimmen. Dies geschah sowohl im Labor des Imperial College London als auch an zwei Standorten in Costa Rica, CIEE und der Estación Biológica. Wir stellten fest, dass ihre Flugmuster keinem bestehenden Modell entsprachen.
Vielmehr drehte eine breite Schar Insekten konsequent den Rücken zum Licht. Dies ist ein bekanntes Verhalten, das als dorsale Lichtreaktion bezeichnet wird. In der Natur, vorausgesetzt, dass mehr Licht vom Himmel herabkommt als vom Boden, hilft diese Reaktion den Insekten, die richtige Flugrichtung beizubehalten. https://www.youtube.com/embed/qECYfEN70qs?wmode=transparent&start=0 Künstliches Licht in der Nacht unterbricht die normalen Flugmuster von Insekten. Dieses Zusammenstellungsvideo zeigt ein umlaufendes Verhaltensmotiv, bei dem Insekten das Licht umkreisen.
Wenn sie jedoch ihren Rücken nahen künstlichen Lichtern zuwenden, ändert sich ihre Flugbahn. So wie Flugzeuge sich neigen, um zu wenden, und dabei manchmal so weit rollen, dass der Boden fast senkrecht vor Ihrem Fenster zu sein scheint, wenden auch Insekten. Wenn sie sich mit dem Rücken zu einem nahen Licht wenden, kreisen sie in der daraus resultierenden Kurve um das Licht, kreisen, kollidieren aber selten.
Diese Umlaufbahnen waren nur eines der Verhaltensweisen, die wir beobachteten. Wenn Insekten direkt unter einer Lampe flogen, bogen sie sich oft nach oben, während diese hinter ihnen vorbeiflog, und hielten dabei der Lampe den Rücken zu, bis sie schließlich senkrecht nach oben flogen, ins Stocken gerieten und aus der Luft fielen. Und noch interessanter: Wenn Insekten direkt über einer Lampe flogen, neigten sie dazu, sich auf den Kopf zu stellen, drehten der Lampe wieder den Rücken zu, stürzten dann aber abrupt ab.
Warum gibt es eine dorsale Lichtreaktion?
Obwohl Licht in der Nacht anderen Tieren schaden kann – zum Beispiel indem es Zugvögel in städtische Gebiete umleitet – scheinen größere Tiere ihre vertikale Orientierung nicht zu verlieren. Warum also verlassen sich Insekten, die älteste und artenreichste Gruppe von Flugvögeln, auf eine Reaktion, die sie so verwundbar macht?
Das könnte mit ihrer geringen Größe zusammenhängen. Größere Tiere können die Schwerkraft direkt mit Sinnesorganen spüren, die durch ihre Beschleunigung oder jede Beschleunigung angezogen werden. Menschen nutzen beispielsweise das Vestibularsystem unseres Innenohrs, das unseren Gleichgewichtssinn reguliert und uns normalerweise ein gutes Gespür dafür vermittelt, wo unten ist.
Doch Insekten haben nur kleine Sinnesstrukturen. Und gerade bei schnellen Flugmanövern ist die Beschleunigung nur ein schwacher Indikator dafür, wo unten ist. Stattdessen scheinen sie auf die Helligkeit des Himmels zu setzen.
Vor der Einführung moderner Beleuchtung war der Himmel bei Tag und bei Nacht normalerweise heller als der Boden und bot daher kleinen, aktiven Fliegern, die ihre Orientierung behalten wollten, einen relativ zuverlässigen Hinweis. Die künstlichen Lichter, die diese Fähigkeit sabotieren, indem sie Insekten dazu veranlassen, im Kreis zu fliegen, sind relativ neu.
Das wachsende Problem der nächtlichen Beleuchtung
Mit der Verbreitung neuer Technologien nehmen Lichter, die die Nacht durchdringen, schneller zu als je zuvor. Mit der Einführung billiger, heller Breitspektrum-LEDs erleben viele Gebiete, wie z. B. Großstädte, nachts nie wieder Dunkelheit.
Insekten sind nicht die einzigen betroffenen Lebewesen. Lichtverschmutzung stört den zirkadianen Rhythmus und die physiologischen Prozesse bei anderen Tieren, Pflanzen und Menschen, oft mit schwerwiegenden gesundheitlichen Folgen.
Am schlimmsten ergeht es jedoch Insekten, die um ein Licht herum gefangen sind. Da sie keine Nahrung finden, leicht von Raubtieren entdeckt werden und der Erschöpfung ausgesetzt sind, sterben viele von ihnen, bevor der Morgen anbricht.
Lichtverschmutzung ist im Prinzip eines der am einfachsten zu behebenden Probleme, oft durch einfaches Umlegen eines Schalters. Die Beschränkung der Außenbeleuchtung auf nützliches, gezieltes warmes Licht, das nicht heller als nötig und nicht länger als nötig ist, kann die Gesundheit nächtlicher Ökosysteme erheblich verbessern. Und dieselben Praktiken, die gut für Insekten sind, helfen, den Blick auf den Nachthimmel wiederherzustellen: Über ein Drittel der Weltbevölkerung lebt in Gebieten, in denen die Milchstraße nie sichtbar ist.
Obwohl es ein faszinierender Anblick ist, wenn Insekten um ein Licht kreisen, ist es für die Insekten und ihren Nutzen für den Menschen sicherlich besser, wenn wir die Nacht unbeleuchtet lassen und sie den Aktivitäten nachgehen lassen, die sie unter dem Nachthimmel so meisterhaft ausführen.
Samuel Fabian, Postdoktorand in Bioengineering, Imperial College London; Jamie Theobald, außerordentlicher Professor für Biowissenschaften, Florida International Universitätund Yash Sondhi, Postdoktorand in Entomologie, Mcguire Center for Lepidoptera & Biodiversity, Florida Museum of Natural History, Universität von Florida
