Natsværmerne Bogong-møl (Agrotis infusa) har hjerner mindre end riskorn. Hvert forår samles de i store sværme på det australske lavland. I nattens mulm og mørke begiver de sig ud på en op til tusind kilometer lang rejse for at tilbringe sommeren i kølige grotter i Australiens alper, hvor de aldrig har været før. Om efteråret flyver de tilbage til lavlandet for at yngle og dø.
Natsværmernes spektakulære rejse har længe været et mysterium: Hvordan kan insekter med mikroskopiske hjerner finde vej over så lange afstande?
Nu har en gruppe internationale forskere med dansk deltagelse lavet en række forsøg, som viser, at de australske insekter har et yderst avanceret navigationssystem: De bruger stjernehimlen som vejviser, viser studiet, der netop er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature.
Når det er for overskyet, navigerer Bogong-møllene i stedet efter Jordens magnetfelt.
»Det er meget spændende og overraskende, at insekter med så små hjerner skifter mellem at bruge stjernehimlen og Jordens magnetfelt til konstant at justere deres indre kompas, så de holder en bestemt retning,« siger Basil El Jundi, der er professor i navigations-biologi på Carl von Ossietzky Universitet i Tyskland.
»Det er virkelig sofistikeret og et gennembrud i forståelsen af insekters navigationsevne. Forskerne har lavet nogle fantastiske og meget kloge forsøg,« tilføjer professoren, som ikke selv har været involveret i det nye studie, men har læst det for Videnskab.dk.
Natsværmere blev testet under kunstig nattehimmel
I studiet studerede forskerne først Bogong-møl i naturen. Derefter indfangede de sværme om foråret og efteråret, hvor insekternes lange rejser tværs over Australien starter. Indendørs testede forskerne deres navigationsevne i et slags planetarium, hvor nattehimlens naturlige stjernemønstre blev projiceret op på en skærm.
Under den kunstige nattehimmel skete der følgende:
- Natsværmerne fløj i samme retning, som de følger i det fri, når stjernerne stod, som de gør i virkeligheden.
- Når forskerne vendte den kunstige stjernehimmel 180 grader, ændrede insekterne retning.
- Insekterne fulgte derimod ikke en bestemt retning, når de blev præsenteret for en nattehimmel, hvor stjernerne stod i et tilfældigt mønster, der ikke ligner det på den rigtige himmel.
»Det er det første migrerende insekt, vi kender, der bruger stjernehimlen til at holde en bestemt retning over lange afstande,« siger en af forskerne bag forsøgene, Jingjing Xu, der er postdoc på Institut for Biokemi og Molekylær Biologi, Syddansk Universitet (SDU).
Mælkevejens lys kan være pejlemærke
Tidligere forskning har vist, at Bogong-møl også bruger Jordens magnetfelt til at navigere.
»Men deres magnetiske sans er svag og inkonsistent. Derfor vidste vi, at de også må bruge andre pejlemærker,« siger en anden af studiets forfattere, Henrik Mouritsen, der er professor på Institut for Biologi og Miljøvidenskab på Carl von Ossietzky Universitet i Tyskland.
I forsøgene ser det altså ud til, at møllene også bruger stjernernes position som vejviser. For under den imiterede nattehimmel var Jordens magnetfelt blokeret.
»Det er et mystisk fænomen og et eksempel på, at naturen løser noget, der ser umuligt ud: Ligesom andre insekter har Bogong-møl ikke nok pixels i øjnene til at kunne se enkelte stjerner,« siger Henrik Mouritsen.
\ Læs også
Når Bogong-møl ikke kan skelne stjernerne fra hinanden, må de have svært ved at bruge dem som pejlemærke. Forskerne var derfor klar over, at det nok ikke er de enkelte stjerners position, men noget andet på nattehimlen, der leder insekterne på rette vej.
Mælkevejens mange hundrede milliarder stjerner udsender tilsammen et stærkt lys. Måske er det galaksens lys, der guider insekterne? Forskerne lavede et forsøg, hvor de tildækkede planetariets mælkevej.
Det viste sig, at natsværmerne blev langt mere desorienterede, når de hverken havde lyset fra galaksens stjerner eller Jordens magnetfelt at holde sig til.
Stadig mange ubesvarede spørgsmål
Endelig undersøgte forskerne, hvordan natsværmernes hjerneceller (neuroner) reagerede, når de blev udsat for billedet af den simulerede nattehimmel, som gradvist blev vendt 360 grader.
I nogle neuroner faldt den elektriske aktivitet, når himlen stod i en bestemt position. Ifølge forskerne tyder det på, at de pågældende hjerneceller reagerer på den information, der kommer fra oven.
»Der er stadig mange ubesvarede spørgsmål. Vi ved endnu ikke præcist, hvordan Bogong-natsværmerne bruger nattehimlen til at navigere, hvordan de skifter mellem navigationsstrategierne - stjernekurs og magnetisk kompas - og hvordan de behandler information i hjernen,« siger Jingjing Xu.
Basil El Jundi peger på en anden gåde om natsværmernes avancerede navigationsevne: Hvordan ved de, hvordan himlen ser ud på forskellige tidspunkter i løbet af natten?
»De flyver i samme retning hele natten, men stjernehimlen ændrer sig jo hele tiden. Det ser ud til, at disse insekter på en eller anden måde ved, at stjernerne står på en bestemt måde på forskellige tidspunkter. Det næste store gennembrud er at forstå, hvordan de tidskompenserer,« siger professoren.
Dyrs navigationssystemer kan måske bruges i nye teknologier
Mysterierne om dyrs navigationsevne er et stort internationalt forskningsfelt. Det skyldes ikke kun, at det er et fascinerende videnskabeligt spørgsmål, hvordan væsener med bittesmå hjerner finder vej over store afstande. Studier i dyrs evne til at navigere kan også få praktisk betydning for menneskets fremtid.
På sigt håber forskerne for eksempel, at de kan efterligne dyrenes navigationssystemer i teknologier, der kan fungere som alternativer til GPS’er, som ikke altid virker og er sårbare over for fjendtlige angreb.
Jingjing Xu og Henrik Mouritsen har tidligere lavet forsøg, der viser, at trækfuglen rødhals har et molekyle i øjet, der hjælper den med at finde vej, fordi det reagerer kvantekemisk på Jordens magnetfelt.
Nu planlægger forskerne at undersøge, om Bogong-møllene har et lignende molekyle.
