Miljoenen motten gebruiken de sterren op een reis van meer dan duizend kilometer om niet te verdwalen.

Terwijl de zomer op het zuidelijk halfrond nadert (in december), verlaten miljarden bogongmotten ( Agrotis infusa ) de graslanden van zuidoostelijk Australië. Ze vliegen meerdere nachten vanuit verschillende delen van het uitgestrekte eilandcontinent (ze zijn nachtdieren) naar een paar grotten in de Snowy Mountains, meer dan duizend kilometer verderop, op de vlucht voor de hitte. Na de zomer in rust te hebben doorgebracht, keren ze terug naar hun geboorteplaats om te paren en te sterven. Wat deze dubbele migratie zo bijzonder maakt, is dat de motten die lente uit hun ei zijn gekomen, dus ze hebben de reis nog nooit eerder gemaakt. Onderzoek gepubliceerd in Nature , het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift, laat zien hoe ze 's nachts de sterren gebruiken om te navigeren.

Dat zalmen terugkeren naar dezelfde rivier waar ze geboren zijn om te broeden en te sterven na hun hele volwassen leven in zee te hebben doorgebracht. Dat schildpadden terugkeren naar hetzelfde strand waar ze uit het ei zijn gekropen om hun eieren te leggen. Dat kariboes in Noord-Canada of gnoes in Oost-Afrika duizenden kilometers afleggen in een dubbele migratie. Of dat een klein vogeltje zoals de Noordse stern opvalt tussen trekvogels door te broeden in het Noordpoolgebied en de winter door te brengen in Antarctica, een dubbele reis van 20.000 kilometer, zijn gebeurtenissen die biologen intrigeren. Maar dit zijn soorten uit de hoogste takken van de boom des levens. Ongewervelden met navigatievermogen zijn nauwelijks bekend. De fascinerende achtvormige dans van bijen is gebaseerd op de positie van de zon. Mestkevers lopen in een rechte lijn langs hun mestbal, eveneens geleid door de baan van de zon. Maar hun missie is om te vliegen over afstanden van een paar meter of een paar kilometer. Monarchvlinders zijn de enige bekende insecten die de zon gebruiken tijdens hun seizoensgebonden migraties tussen Canada en de Verenigde Staten, helemaal tot aan Mexico.

Bogongmotten, endemisch in Zuid-Australië, zijn niet zo'n mooie vlinder als monarchvlinders, maar ze zijn wel beter in navigeren. In 2018 ontdekte een groep onderzoekers dat ze het magnetische veld van de aarde konden waarnemen . "We ontdekten dat bogongmotten i) magnetogevoelig zijn, ii) hun magnetische waarneming op de een of andere manier verbonden is met visuele herkenningspunten, en iii) dit relevant is voor het aanhouden van een koers/het vliegen in een rechte lijn," antwoordt bioloog David Dreyer van de Universiteit van Lund over die ontdekking. Nu heeft Dreyer, samen met een reeks wetenschappers die onderzoek doen naar oriëntatie en navigatie in het dierenrijk, ontdekt dat magnetoreceptie niet voldoende is; ze gebruiken ook de sterren tijdens hun reizen.

"In bepaalde delen van het noordelijk halfrond, met weinig lichtvervuiling, biedt de Melkweg al een spectaculair schouwspel . Maar op een maanloze nacht in de Snowy Mountains van Australië is hij zelfs helderder dan op het noordelijk halfrond", herinnert Dreyer zich, eerste auteur van het onderzoek gepubliceerd in Nature . "We weten niet zeker welke kenmerken van de hemel ze gebruiken om te navigeren, maar de lange as van de Melkweg of de Carinanevel [het helderste deel van dit balkspiraalstelsel] zijn veelbelovende kandidaten voor toekomstige vervolgexperimenten", voegt hij eraan toe. De bogongs zouden dus door sterren worden geleid, met hun magnetoreceptie als back-upsysteem.

Om deze wonderen te demonstreren, vingen de onderzoekers honderden motten, sommige aan het begin van hun heenreis naar de bergen, andere op de terugreis, aan het einde van de zomer. En ze hielden ze voor de gek. Ze bouwden een vluchtsimulator voor ze in een kamer bedekt met donker vilt. Alsof het een planetarium was, toonden ze beelden van de nachtelijke hemel voor zich. Om een ​​optische encoder hun oriëntatie te laten registreren, wat vijf keer per seconde gebeurde, werden ze gemobiliseerd door ze vast te maken aan een wolfraamstaaf, waardoor ze konden vliegen en zich oriënteren, maar niet vooruit konden bewegen. De onderzoekers verifieerden dat ze hun vlucht oriënteerden op basis van de positie van de sterren. Sterker nog, door de nachtkaart 180º te draaien, corrigeerden de bogongs hun positie. En toen ze een nepkaart voorgeschoteld kregen, met de positie van de sterren en sterrenbeelden gewijzigd, fladderden de motten verward rond tot ze tot stilstand kwamen.

Net als op het noordelijk halfrond verandert de hemel tussen de lente en de herfst, met aanzienlijke variaties in de relatieve positie van de sterren. "Het lijkt erop dat motten deze verschillen op verschillende tijdstippen van het jaar begrijpen en daarom in hun erfelijke migratierichting kunnen migreren", legt Eric Warrant, hoogleraar sensorische biologie, eveneens aan de Universiteit van Lund en hoofdauteur van dit onderzoek, uit in een e-mail. "Hoe ze met dit verschil in het uiterlijk van de hemel omgaan, is nog onbekend", erkent hij.

Ze weten ook niet hoe ze hun vlucht aanpassen aan de beweging van de sterren elke nacht, de zogenaamde stellaire rotatie, die op het zuidelijk halfrond met de klok mee verloopt, in tegenstelling tot op het noordelijk halfrond. "Het zou kunnen dat motten de timing van de bewegingen van de sterren gedurende de nacht kunnen compenseren en zo hun migratierichting kunnen behouden, ongeacht de rotatiepositie van de sterren," zegt Warrant. Zo ja, dan zou dit het eerste voorbeeld zijn van een nachtdier dat daartoe in staat is. "We kennen insecten zoals de monarchvlinder die de timing van de zonnestand gedurende de dag kunnen compenseren en zo hun geërfde zuidwestelijke richting richting Mexico kunnen behouden tijdens de Noord-Amerikaanse herfst," legt hij uit.

Het zou ook kunnen dat ze een back-upsysteem gebruiken: "Een andere mogelijkheid is dat de motten vertrouwen op de constante richtingsinformatie van het aardmagnetisch veld en deze gebruiken om de rotatie van de nachtelijke hemel te compenseren", herinnert professor Warrant zich. In de experimenten observeerden ze inderdaad dat de bogongs onder bewolkte hemel een tijdlang correct georiënteerd bleven. Er is nog een andere, even fascinerende verklaring: "Een laatste mogelijkheid is dat de motten 's nachts het rotatiecentrum van sterren kunnen detecteren en dit gebruiken om het zuiden te bepalen." Het is bekend dat trekvogels op het noordelijk halfrond navigeren op basis van de positie van de Poolster, die het rotatiecentrum van de sterren markeert. Het zou kunnen dat de motten hetzelfde doen in het zuiden (zie afbeelding), maar de auteurs erkennen dat bogongs wel degelijk navigeren op basis van de sterren, maar ze kennen het specifieke mechanisme niet.

Om hun ontdekking te bevestigen, registreerden de auteurs van dit onderzoek de hersenactiviteit van deze dieren, die slechts een paar honderd neuronen hebben, terwijl ze de sterrenhemel bekeken in een vluchtsimulator. Dit legt Andrea Adden uit, bioloog aan het Francis Crick Institute (Verenigd Koninkrijk), medeauteur van de studie en verantwoordelijk voor het plaatsen van minuscule elektroden op 28 neuronen in hersengebieden van de motten waarvan wordt aangenomen dat ze betrokken zijn bij navigatie: "Door de afbeelding van de sterrenhemel over de mot te draaien, kon ik een verandering in de activiteit van dat neuron waarnemen; de elektrische signalen konden bijvoorbeeld versnellen wanneer de mot naar het zuiden keek ten opzichte van de afbeelding van de Melkweg en vertragen wanneer hij zich van het zuiden af ​​bewoog", aldus Adden. Volgens haar zou dit erop wijzen dat "de neuronen de sterrenhemel op een manier verwerken die de mot tijdens zijn navigatie begeleidt, zoiets als een intern kompas."

Het idee van het sterrenkompas wordt ook ondersteund door Henrik Mouritsen, een expert in dierlijke neurosensorische navigatie aan de Universiteit van Oldenburg (Duitsland). Mouritsen, die verschillende artikelen heeft gepubliceerd over de GPS van zalm, schildpadden, kariboes, gnoes en trekvogels zoals de Noordse stern en monarchvlinders , stelt in een e-mail dat "de bogongvlinder het eerste ongewervelde dier is waarvan is aangetoond dat het de sterrenhemel (meer specifiek de Melkweg) als een echt kompas gebruikt om consistent in een geografische richting te navigeren gedurende lange perioden."

En als deze zelfde onderzoekers kunnen aantonen hoe ze hun navigatie aanpassen aan dagelijkse en seizoensgebonden veranderingen in de rotatie van sterren, zouden wij het eerste dier zijn dat dat doet. Het probleem is dat de populaties van de bogongmot de afgelopen jaren dramatisch zijn afgenomen en opde Rode Lijst van de Internationale Unie voor Natuurbehoud (IUCN) terecht zijn gekomen. Dit werk onderstreept het belang van het beschermen van trekroutes en het vrijhouden van donkere luchten van lichtvervuiling .