Psychometrische Analyse des Himmelskompasses von Honigbienen

• Antragsteller: Dr. James Foster
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451057640

Externe Informationen sind unabdingbar für die Orientierung von Tieren, seien es mikroskopische Nematoden in der Erde oder Zugvögel in der Luft. Für viele Tiere bildet die Sonne eine verlässliche Referenz, die nicht von Bewegungsparallaxe beeinflusst wird. Sonnenlicht, welches in der oberen Atmosphäre gestreut wird, generiert außerdem ein regelmäßiges Muster von polarisiertem Licht welches selbst sichtbar ist, wenn die Sonne verdeckt ist. Viele Tiere nutzen das Polarisationsmuster am Himmel, welches für uns Menschen nicht sichtbar ist, als Kompassreferenz für ihre Orientierungsverhalten - darunter alle bisher untersuchten Insekten. Honigbienen, zum Beispiel, lesen das Muster mithilfe ihres internen Polarisationskompasses aus. Dieser ist so genau, dass sie nicht nur zu akkurater Orientierung fähig sind, wenn sie das Polarisationsmuster des gesamten Himmels sehen, sondern auch, wenn ihnen nur ein Ausschnitt mit von etwa 5° im Durchmesser zur Verfügung steht. Aber nicht nur ihre herausragende Präzision, sondern auch die Tatsache, dass Honigbienen gut untersucht und seit langem domestiziert sind, macht sie zu einem hervorragenden Modellorganismus, um die Funktionsweise des biologischen Polarisationskompasses zu verstehen. Bisherige Forschung konzentrierte sich vor allem auf die Funktionsregeln des Polarisationskompasses unter idealen Bedingungen. Diese erklären das Verhalten der Bienen womöglich aber nicht zu allen Tageszeiten und Wetterlagen: hohe Sonnenelevation, Bewölkung oder Dunstentwicklung können das Polarisationsmuster verzerren oder mindern. Daher werde ich in diesem Projekt untersuchen, wie Honigbienen mit diesen herausfordernden Bedingungen zurechtkommen, um so ein generalisiertes Modell der Orientierung mittels Polarisationskompass zu erstellen. Dazu werde ich charakterisieren wie der Polarisationsgrad die Präzision der Orientierung beeinflusst, ob Eigenschaften des Polarisationsmusters um den Zenit herum zur Orientierung nützlich sind, und wie die räumliche Auflösung Orientierung unter diesen schwierigen Bedingungen beeinflusst. All dies erlaubt es mir ein generelles Modell des Polarisationskompasses der Honigbiene zu entwickeln, dessen Parameter durch Verhaltensversuche quantifiziert werden, und welches daher direkt mit anderen Tierarten verglichen, so wie auch auf künstliche Navigationssysteme angewendet werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen