Trekkende insecten voor het eerst tijdens hun trek waargenomen

Veel vliegende insecten trekken seizoensgebonden en leggen daarbij soms enorme afstanden af.

Gierzwaluwen en wielewalen zijn al vertrokken. En de zwarte roodstaartjes volgen binnenkort. Dat veel vogelsoorten in de winter naar het zuiden trekken, weten we. Dat tegelijkertijd ook biljoenen insecten trekken, was tot nu toe minder bekend.

Ook vlinders, libellen en zweefvliegen zoeken een warmer winterkwartier op. Geleidelijk aan tekent het onderzoek een steeds nauwkeuriger beeld. Gisteren toonde een studie in het wetenschapstijdschrift 'Science' aan dat doodskopvlinders uit de regio rond het Bodenmeer in slechts één nacht over de Alpen trekken.

Insecten zijn daarmee de kleinste vliegende trekdieren op aarde, en toch kunnen zij zelfs bij ongunstige windomstandigheden volkomen rechte vliegroutes aanhouden – dat blijkt uit een nieuwe studie van het Max Planck Instituut voor Gedragsbiologie (MPI-AB) en de Universiteit van Konstanz.

In een vliegtuig volgden de onderzoekers nachtvlinders die met zendertjes waren uitgerust over afstanden van maximaal 80 kilometer – de tot nu toe langste afstand waarover een insect ooit ononderbroken in het wild kon worden geobserveerd. Door de nauwkeurige volging van de nachtvlinders tijdens hun trek onthulde deze nu in het vaktijdschrift Science gepubliceerde baanbrekende studie het eeuwenoude geheim van hoe insecten zich gedragen tijdens hun langeafstandstrek. De studie toont aan dat doodskopvlinders geraffineerde vliegstrategieën toepassen om zich aan te passen aan de heersende windomstandigheden en zo hun vliegrichting over grote afstanden nauwkeurig aan te houden. De resultaten wijzen er bovendien op dat insecten in staat zijn om tijdens hun lange reizen in het algemeen zeer nauwkeurig te navigeren, doordat zij zich laten leiden door een innerlijk kompas.

Insecten behoren tot de meest talrijke trekdieren op aarde – met biljoenen individuen die jaarlijks op trek gaan, soms over enorme afstanden. Hiertoe behoren bekende soorten zoals de doodshoofdvlinder, maar ook soorten van groot maatschappelijk en ecologisch belang, zoals sprinkhanen, muggen en bijen. Toch is, hoewel het aantal trekkende insecten dat van de bekendere trekdieren – zoals trekvogels of vleermuizen – ver overtreft, hun trekgedrag veel minder onderzocht.

Het probleem is daarbij grotendeels van methodologische aard. «Het onderzoek naar trekkende insecten is een grote uitdaging«, legt dr. Myles Menz uit, eerste auteur van de huidige studie, die het onderzoek uitvoerde bij het MPI-AB en nu als docent werkzaam is aan de James Cook University in Australië. «Ze zijn meestal te talrijk om te markeren en terug te vinden, en te klein om zendapparatuur te dragen.“

Onze huidige kennis over de trek van insecten komt grotendeels uit studies waarbij de insecten of hun locatie als een enkele momentopname werden vastgelegd, bijvoorbeeld met radar of door directe waarneming, waardoor er nog steeds grote kennislacunes bestaan. «Begrijpen wat individuele insecten tijdens hun trek doen en hoe ze daarbij op het weer reageren, is een van de grote uitdagingen voor het onderzoek naar het trekgedrag van dieren«, zegt Menz.

In de huidige studie, waarbij de onderzoekers met radiozenders uitgeruste insecten met een lichtvliegtuig „op de voet“ hebben gevolgd, is de eerste waarbij de trek van vrijlevende, nachtactieve vlieginsecten gedurende een langere periode ononderbroken kon worden waargenomen. Dienovereenkomstig vormen de daarbij verzamelde bewegingsgegevens een record voor de langste afstand waarover de continue vliegbanen van insecten in het veld konden worden gevolgd. Het team van onderzoekers van het MPI-AB en de Universität Konstanz, evenals de Universiteit van Exeter (Groot-Brittannië), richtte zich daarbij op de doodshoofdvlinder – een grote, nachtactieve vlinder die tijdens zijn trekbewegingen jaarlijks tot wel 4000 kilometer aflegt tussen Europa en Afrika. Zoals bij veel insecten gebruikelijk is, wordt deze afstand echter niet door individuele dieren afgelegd, maar over meerdere generaties heen. Dat betekent dat geen enkel individueel dier de hele route kent.

Voor zijn studie kweekte het onderzoeksteam van het MPI-AB in Konstanz de rupsen van de doodshoofdvlinder in het laboratorium tot het volwassen stadium, om ervoor te zorgen dat de dieren naïef waren – dus zonder voorkennis. In het volwassen stadium werden de dieren vervolgens uitgerust met geminiaturiseerde zenders die slechts 0,2 gram wogen – dat komt overeen met minder dan 15 procent van het lichaamsgewicht van een volwassen doodshoofdvlinder. «Het voedsel dat een vlinder elke nacht tot zich neemt, weegt waarschijnlijk meer dan dit gewicht. De zenders zijn dus voor de insecten heel licht«, aldus Menz.

Na het aanbrengen van de zenders lieten de onderzoekers de vlinders vrij en wachtten ze op hun vertrek. Daarbij richtten ze zich telkens op het waarnemen van één enkel dier. In totaal volgde het team op deze manier 14 nachtvlinders gedurende maximaal vier uur en over afstanden tot 80 kilometer – afstanden die voor deze dieren afzonderlijke nachtelijke trekvluchten vormen. Daarvoor gebruikten ze antennes die aan een Cessna waren bevestigd, om vanuit het vliegtuig elke vijf tot vijftien minuten de exacte locatie van de dieren te bepalen. De insecten werden zo in zuid-zuidwestelijke richting gevolgd, van Konstanz tot in – en gedeeltelijk over – de Alpen, wat overeenkomt met de route die doodshoofdvlinders afleggen richting de Middellandse Zee en Noordwest-Afrika.

Vanwege heel praktische beperkingen die zich voordoen bij het vliegen in een vliegtuig, volgden de onderzoekers de nachtvlinders telkens net zolang tot de insecten tijdens hun route een tussenstop inlasten. «Wanneer men zich in een vliegtuig bevindt, is het bijna onmogelijk om te wachten tot de insecten verder trekken. Men zou op dat moment – dat ergens midden in de nacht kan liggen – al in de lucht moeten zijn», legt prof. dr. Martin Wikelski het probleem uit. Wikelski is ecoloog aan het MPI-AB en de Universiteit van Konstanz en bestuurde het vliegtuig tijdens de metingen.

De resultaten van de huidige studie konden aantonen dat de nachtvlinders tijdens de vlucht over lange afstanden volkomen rechte vliegroutes aanhielden. Dat kwam echter niet doordat ze wachtten tot de wind gunstig in de rug stond. Integendeel, ze pasten een reeks vliegstrategieën toe om de heersende winden te compenseren en zo hun koers de hele nacht aan te houden: stond de wind daadwerkelijk gunstig, dan vlogen ze hoog en langzaam en lieten zich door de lucht meevoeren. Bij sterke tegen- of zijwind daarentegen vlogen ze laag en verhoogden hun snelheid om de controle over de koers te behouden.

Menz zegt hierover: „Jarenlang ging men ervan uit dat insecten zich bij lange-afstandstrekken hoofdzakelijk door de wind laten meevoeren. Wij konden echter aantonen dat insecten ware navigatie-experts kunnen zijn, die bijvoorbeeld gelijkwaardig zijn aan vogels, en dat ze veel minder gevoelig zijn voor ongunstige windomstandigheden dan wij dachten.“ Over de onderzoeksmethode vervolgt hij: „Door te bewijzen dat het technisch mogelijk is om afzonderlijke insecten tijdens hun trek continu te volgen en hun vlieggedrag in detail te observeren, hopen we verdere, vergelijkbare studies te stimuleren om de vele andere openstaande vragen op dit gebied te beantwoorden.«

Voor de auteurs van de studie zal de volgende stap zijn om te onderzoeken hoe doodshoofdvlinders de richting naar hun bestemmingen bepalen om deze rechtlijnig te bereiken. „Op basis van eerder laboratoriumonderzoek bestaat er een zekere waarschijnlijkheid dat de insecten interne kompassen gebruiken, zowel visuele als magnetische, om hun globale vliegroutes vast te leggen“, zegt Menz.