Schrittzähler für kleine Sprinter

Die Wüstenameise Cataglyphis findet auch nach langen und windungsreichen Ausflügen immer wieder zielsicher und geradlinig zu ihrem Nest zurück. Professor Rüdiger Wehner und sein Team haben herausgefunden, wie die Ameise dabei Position und Entfernung von ihrem Ausgangsort misst.

Marita Fuchs

Schnell muss es gehen, wenn die Wüstenameise Cataglyphis nach Nahrung sucht. Bei 40 oder 50 Grad ohne Schatten jagen die Winzlinge in windungsreichen Läufen durch weites Wüstengelände. Nach geglücktem Beutefang kehren sie gradlinig zum zentimetergrossen Loch über dem Nest zurück. Damit die Ameisen den Ausgangspunkt auch nach längeren Ausflügen sicher wieder finden, müssen sie ständig Richtungen und Entfernungen messen. Wie sie dies bewerkstelligen, war lange Zeit ein Rätsel.

Kleinsthirn-Navigator

Professor Rüdiger Wehner vom Zoologischen Institut der Universität Zürich konnte bereits früher nachweisen, dass sie sich mit einem für uns Menschen unsichtbaren Polarisationsmuster am Himmel orientieren und ihre Richtung wie mit einem Kompass bestimmen. Jetzt haben Wehner und sein Team zusammen mit Ulmer Biologen auch herausgefunden, wie die kleinen Renner die Entfernung messen. In einer soeben in der Zeitschrift «Science» erschienenen Arbeit zeigen sie, dass Cataglyphis die Länge zurückgelegter Strecken anhand der Schritte misst, die sie beim Lauf ausführt, also gewissermassen Schritte zählt.

Die Wüstenameise Cataglyphis mit Stelzen. (Bild: M. Wittlinger)

Videoanalysen der Wegstrecken

Um dies nachzuweisen, verlängerten oder verkürzten die Forscher den Wüstenameisen vor dem Zurücklaufen von einer Futterstelle zum Nest die Beinlänge operativ. Es zeigte sich, dass die derart manipulierten Tiere die Rücklaufdistanz über- beziehungsweise unterschätzten – und zwar genau in dem Mass, wie ihre Beine länger oder kürzer waren. Anhand von Hochfrequenz-Videoaufnahmen liess sich dies unmittelbar beweisen: Tiere mit verlängerten beziehungsweise verkürzten Beinen – «Stelzentiere» bzw. «Stummelbeintiere» – machten entsprechend längere bzw. kürzere Schritte. Aus der Abweichung gegenüber den normalen Schrittlängen sollte sich – so die Hypothese der Forscher – auch voraussagen lassen, wie weit die Tiere beim Zurücklaufen von ihrem Ausganspunkt entfernt sein würden. Das gelang in der Tat: Die aus den Videoanalysen errechneten Erwartungswerte stimmten mit den beobachteten Rücklaufdistanzen der Tiere verblüffend gut überein.

Rennen wie die Ameisen

Nun wollen die Forscher untersuchen, wie die Ameisen die Schritte zählen und welche Rolle dabei die Sinnesorgane in den Beingelenken spielen. Das deutsch-schweizerische Ameisenprojekt kann nicht nur für die Grundlagenforschung, sondern auch für die Entwicklung technischer Navigationssysteme von Bedeutung werden. Denn Radfahrzeuge und Laufroboter sehen sich in unebenem Gelände ähnlichen Schwierigkeiten der Wegmessung ausgesetzt wie die auf schlanken Beinen rennenden Wüstenameisen. Doch die Cataglyphen haben den Forschern schon gezeigt, dass sie mit ihrem Schrittintegrator relativ exakte Navigationsleistungen erbringen können.

Marita Fuchs ist Redaktorin von unipublic

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