De monarchvlinder kan zonder zijn antennes niet goed op de zon navigeren

In de herfst vliegen monarchvlinders massaal richting Mexico. foto science

Een belangrijk deel van het navigatiemechanisme van de Amerikaanse monarchvlinder zit in de antennes. Amerikaanse neurobiologen ontdekten dat de antennes de biologische klok bevatten die de dieren in staat stelt om de zon als kompas te gebruiken (Science, 25 september).

Het is de eerste keer dat er bij vlinders of andere insecten een navigatiemechanisme in de antennes is aangetoond. Onderzoekers namen eerder aan dat deze zich in de hersenen bevonden. De antennes waren tot nu toe vooral bekend als reukorgaan van insecten.

De monarchvlinder (Danaus plexippus) is een Amerikaanse trekvlinder die ieder jaar duizenden kilometers zuidwaarts vliegt naar Mexico. Om deze koers maandenlang te kunnen volgen, moeten de vlinders voor de verschuiving van de zon gedurende de dag corrigeren. Dit doen ze met hun biologische klok. De klok is een biologisch proces waarbij drie klok-eiwitten worden geproduceerd. Het evenwicht tussen deze eiwitten bepaalt, onder invloed van het licht, het tijdsbegrip van de vlinder.

De precieze navigatie van de vlinder was jarenlang een raadsel. Het was al wel bekend dat de hersenen van de monarchvlinder een zogenaamd zonnekompas bevatten. Dit complexe systeem verwerkt alle lichtinformatie uit beide ogen en stuurt vervolgens het motorsysteem aan om de vlinder de juiste kant op te laten vliegen. Uit het Amerikaanse onderzoek blijkt nu dat de biologische klok uit de antenne samen met het zonnekompas de plaatsbepaling van de monarchvlinder vormt.

De onderzoekers bestudeerden de rol van de antennes in een speciale vluchtsimulator. Vlinders waarvan de antennes waren verwijderd, konden zich niet goed oriënteren en vlogen alle kanten op. Dit fenomeen was vijftig jaar geleden al eens waargenomen, maar nooit verder onderzocht. Ook verfden ze de antennes met een doorzichtige en een donkere verf. De vlinders met de doorzichtige verf vlogen netjes richting het zuiden. De vlinders met de donkere verf vlogen allemaal dezelfde verkeerde kant op.

Eerdere experimenten van dezelfde neurobiologen had al laten zien dat monarchvlinders in de war raken als hun dag- en nachtritme wordt verschoven. Ze vlogen dan ook een verkeerde kant op. Vlinders die constant in het licht werden gehouden, vlogen zelfs richting de zon. Ze leken de tijd totaal kwijt te zijn. Het effect van het verstoorde dag- en nachtritme bij de vlinders is vergelijkbaar met een jetlag bij mensen.

Djoke Hendriks