MONARCHVLINDER VERTROUWT TIJDENS TREK OP ZONNEKOMPAS

De monarchvlinder Danaus plexippus, een Amerikaanse trekvlinder, weet feilloos de weg te vinden van het Noord-Amerikaanse continent naar zijn overwinteringsgebied in Centraal-Mexico. Neurobiologen van de University of Massachusetts Medical School hebben nu ontdekt dat het biologische kompas van de monarch werkt via UV-licht (Science, 23 mei).

Monarchvlinders migreren elk najaar in grote groepen over een afstand van soms meer dan 3600 km naar het zuiden om daar te overwinteren. Dat zij daarbij de zonnestand gebruiken om hun koers te bepalen, was al in 1997 aangetoond. De groep van Steven Reppert heeft nu voor het eerst een detail van de genetische achtergrond daarvan ontrafeld. De insecten vertrouwen op een interne biologische klok om hun vliegrichting ten opzichte van de zonnestand te bepalen. Net als bij fruitvliegjes blijkt het klokgen period (per) betrokken bij het bijhouden van een intern 24-uursritme. Het gen is hoogactief in de nacht en staat overdag op een laag pitje. Bij verschuiving van het dag-nachtritme verschuift de activiteit van het gen mee. Bij constante duisternis gaat deze biologisch klok iets voorlopen; bij constant licht raakt de klok van slag.

In een speciale vluchtsimulator voor vlinders, waarin de insecten aan een draaibaar stokje zijn opgehangen, konden de onderzoekers de voorkeursrichting van de dieren bepalen. Onder normale omstandigheden bleken zij zich richting Mexico te oriënteren, en als hun biologische klok door een verschuiving van het licht-donkerritme zes uur achter was gezet, was hun vliegrichting precies 90 graden graden gedraaid. Dat toonde aan dat de biologische klok noodzakelijk is voor navigatie op de zonnestand. Veel vlinders die onder constant lichte omstandigheden waren gehouden (en dus geen goede biologische klok meer hadden) bleken in de richting van de zon te vliegen. Zij konden niet meer compenseren voor het tijdstip van de dag.

De onderzoekers herhaalden het experiment met een UV-filter dat rondom de vliegsimulator zakte zodra de vlinders een volle minuut aan het vliegen waren. De insecten stopten onmiddellijk met vliegen. Kort nadat het filter was verwijderd begonnen 11 van de 13 vlinders weer met vliegen, een sterke aanwijzing dat UV-licht cruciaal is voor de oriëntatie.

Het UV-licht blijkt echter niet belangrijk voor het calibreren van de biologische klok. Als de UV-component uit het licht van een kunstmatige licht-donkercyclus werd gefilterd, hadden de vlinders een normaal functionerende biologische klok. De onderzoekers denken dat de belangrijkste lichtgevoelige receptor die de biologische klok aanstuurt, analoog is aan die van het fruitvliegje. Die receptor is gevoelig voor blauw licht.