Auf Spurensuche mit Monarchfaltern: Die faszinierende Reise der Schmetterlinge

Ein Schmetterling auf dem Weg in den Süden

Es ist Anfang September in Ontario, Kanada. Die Temperaturen sinken nachts bereits unter zehn Grad Celsius. Auf einer Seidenpflanze sitzt ein frisch geschlüpfter Monarchfalter. Seine orange-schwarzen Flügel sind noch weich, aber innerhalb weniger Stunden werden sie aushärten und ihn tragen – viel weiter, als es seine Vorfahren je geschafft haben. Denn dieser Falter gehört zur sogenannten Migrationsgeneration. Während seine Eltern und Großeltern im Sommer nur drei bis sechs Wochen lebten, wird er bis zu neun Monate alt werden. Sein Körper ist anders programmiert: Die Geschlechtsorgane reifen nicht sofort heran, dafür lagert er mehr Fett ein. Sein einziges Ziel: Überleben bis zum Frühling.

Du könntest meinen, ein so kleines Tier würde den Winter irgendwo in einer Baumhöhle verbringen oder sich im Boden vergraben. Doch Monarchfalter gehen einen anderen Weg. Sie fliegen nach Süden, manchmal bis zu 100 Kilometer pro Tag. Mitte November werden Millionen von ihnen in den Oyamel-Tannenwäldern im mexikanischen Hochland ankommen, in einer Höhe zwischen 2.400 und 3.600 Metern. Dort, wo die Temperaturen kühl genug sind, um ihren Stoffwechsel zu verlangsamen, aber warm genug, um nicht zu erfrieren, verbringen sie den Winter in einer Art Ruhezustand.

Die Tatsache, dass sie überhaupt dorthin finden, hat Wissenschaftler:innen jahrzehntelang vor ein Rätsel gestellt. Denn die Falter, die im Herbst gen Süden ziehen, waren noch nie zuvor in Mexiko. Es sind nicht dieselben Individuen, die im Frühjahr von dort aufgebrochen sind. Die Wanderung erstreckt sich über mehrere Generationen: Im Frühjahr fliegen die Überwinterer nordwärts, legen unterwegs Eier ab und sterben. Ihre Nachkommen setzen die Reise fort, ebenso die nächste Generation. Erst die dritte oder vierte Sommergeneration macht sich im Herbst wieder auf den Rückweg an einen Ort, den sie aus eigenem Erleben nicht kennen kann.

Die Raupe eine Monarchfalters.

Der innere Kompass: Wie Monarchfalter navigieren

Lange Zeit war unklar, wie Monarchfalter navigieren. Erste Hinweise lieferten Markierungsversuche, die bereits in den 1930er-Jahren begannen. Forscher:innen klebten winzige Etiketten auf die Flügel der Falter und baten Menschen, die einen markierten Schmetterling fanden, dies zu melden. So entstand allmählich eine Karte der Wanderrouten. Doch das erklärte noch nicht, woher die Tiere wussten, in welche Richtung sie fliegen mussten.

Ein entscheidender Durchbruch gelang in den 1990er-Jahren. Sandra Perez und Orley Taylor von der University of Kansas beobachteten, dass Monarchfalter sich am Stand der Sonne orientieren. Doch das reicht nicht aus, schließlich wandert die Sonne im Laufe des Tages über den Himmel. Die Falter müssen also nicht nur wissen, wo die Sonne steht, sondern auch, wie spät es ist. Tatsächlich besitzen sie eine innere Uhr, die in ihren Fühlern sitzt. Experimente zeigten: Wenn man die Antennenspitzen der Falter schwärzt, verlieren sie die Orientierung. Die Fühler enthalten lichtempfindliche Proteine, die den zirkadianen Rhythmus, also unseren 24-Stunden-Takt, steuern.

Aber selbst das ist nicht die ganze Geschichte. An bewölkten Tagen, wenn die Sonne nicht sichtbar ist, fliegen Monarchfalter trotzdem in die richtige Richtung. Wie schaffen sie das? Die Antwort liegt in einem weiteren Sinnesorgan: Sie können das polarisierte Licht des Himmels wahrnehmen. Sonnenlicht wird in der Atmosphäre gestreut und dabei polarisiert, das heißt, die Lichtwellen schwingen in bestimmten Ebenen. Dieses Muster ist auch bei bedecktem Himmel vorhanden. Spezielle Rezeptoren in den Augen der Monarchfalter können diese Polarisationsmuster erkennen und daraus die Position der Sonne ableiten, selbst wenn sie hinter Wolken verborgen ist.

Doch damit nicht genug: Neuere Forschungen deuten darauf hin, dass Monarchfalter auch das Magnetfeld der Erde spüren können. In den Antennen wurden Proteine namens Cryptochrome nachgewiesen, die auf magnetische Felder reagieren. Diese Fähigkeit, Magnetorezeption genannt, ist auch von Zugvögeln bekannt. Bei Monarchfaltern scheint sie als zusätzliches Navigationsinstrument zu dienen, besonders dann, wenn weder Sonne noch Himmelspolarisation ausreichen.

Die Kombination dieser drei Mechanismen – Sonnenkompass mit innerer Uhr, Polarisationssicht und Magnetfelderkennung – ermöglicht es den Faltern, mit erstaunlicher Präzision über tausende Kilometer zu fliegen. Doch es bleibt eine Frage: Woher wissen sie, dass sie nach Süden müssen, und nicht nach Norden oder Westen?

Nachdem die Raupe genug gewachsen ist, entwickelt sie sich zu einem ausgewachsenen Falter.

Das genetische Erbe der Wanderung

Die Antwort liegt in ihren Genen. Die Neigung zur Migration ist angeboren. Forscher haben Gene identifiziert, die bei der Migrationsgeneration anders reguliert sind als bei den Sommerfaltern. Eines davon ist das sogenannte „Collagen IV alpha-1“-Gen, das mit der Flugmuskulatur zusammenhängt. Ein anderes, „Juvenile Hormone Esterase“, steuert die verzögerte Geschlechtsreife der Wanderfalter.

Du kannst dir das wie eine innere Programmierung vorstellen: Im Spätsommer, wenn die Tage kürzer werden und die Temperaturen sinken, lösen diese Umweltreize in den Raupen genetische Schalter aus. Die daraus schlüpfenden Falter entwickeln automatisch die physiologischen und verhaltensbezogenen Eigenschaften von Wanderern. Sie haben stärkere Flugmuskeln, größere Fettreserven und vor allem eine innere Neigung, nach Süden zu fliegen.

Aber woher kennen sie das konkrete Ziel? Diese Frage beschäftigt die Forschung noch heute. Es gibt Hinweise darauf, dass die Falter nicht ein punktgenaues Ziel ansteuern, sondern einer südwestlichen Richtung folgen, bis sie auf geografische Anhaltspunkte stoßen. Die Sierra Madre in Mexiko dient möglicherweise als eine Art Leitplanke: Die Berge kanalisieren die Flugrouten der Falter aus verschiedenen Teilen Nordamerikas und führen sie zu den Überwinterungsgebieten.

Eine weitere faszinierende Entdeckung: Monarchfalter scheinen von ihren Vorgängern zu „lernen“, allerdings nicht im klassischen Sinne. Wenn ein Falter in einem Gebiet geboren wird, wo viele Artgenossen durchziehen, scheint er deren Flugrouten zu folgen. Duftspuren spielen dabei vermutlich eine Rolle. Während des Fluges sondern Monarchfalter Pheromone ab, chemische Signale, die andere Falter wahrnehmen können. So entsteht möglicherweise eine Art kollektive Navigation.

Bedrohte Route: Wenn der Weg zum Hindernis wird

Die Wanderung der Monarchfalter ist ein Meisterwerk der Evolution, aber auch ein fragiles System. In den letzten Jahrzehnten sind die Populationen drastisch zurückgegangen. Ende der 1990er-Jahre bedeckten die überwinternden Falter in Mexiko noch etwa 18 Hektar Waldfläche. Im Winter 2013/2014 waren es nur noch 0,67 Hektar. Seitdem haben sich die Zahlen leicht erholt, bleiben aber besorgniserregend niedrig.

Die Gründe sind vielschichtig. In den USA und Kanada verschwindet die Seidenpflanze, die einzige Nahrungsquelle der Raupen. Intensive Landwirtschaft, der Einsatz von Herbiziden und die Bebauung von Flächen haben den Lebensraum der Falter drastisch reduziert. Besonders verheerend wirkt sich das Herbizid Glyphosat aus, das gezielt Unkräuter, darunter Seidenpflanzen, auf Feldern eliminiert.

Aber auch in Mexiko sind die Überwinterungsgebiete bedroht. Illegale Abholzung hat den Oyamel-Tannenwald dezimiert. Dieser spezielle Lebensraum ist für die Falter überlebenswichtig: Die dichten Baumkronen schützen vor Regen und Frost, das Mikroklima ermöglicht ihnen den energiesparenden Ruhezustand. Ohne diesen Schutz würden die Falter entweder erfrieren oder ihre Fettreserven vorzeitig aufbrauchen.

Hinzu kommt der Klimawandel. Extremwetterereignisse – Dürren, Stürme, ungewöhnliche Kälteeinbrüche – treffen die Falter während ihrer Wanderung. Im März 2016 tötete ein Wintersturm in Mexiko schätzungsweise 6,2 Millionen Monarchfalter, mehr als ein Drittel der gesamten Überwinterungspopulation. Veränderte Temperaturen können auch die Timing-Mechanismen durcheinanderbringen: Wenn die Falter zu früh oder zu spät aufbrechen, finden sie möglicherweise keine blühenden Pflanzen als Nahrungsquelle.

Trotz dieser Herausforderungen gibt es Hoffnung. Naturschutzorganisationen und Regierungen arbeiten daran, die kritischen Lebensräume zu schützen. In Mexiko wurden die wichtigsten Überwinterungsgebiete zum UNESCO-Weltnaturerbe erklärt. In den USA und Kanada werden Seidenpflanzen gezielt wieder angesiedelt, entlang von Straßenrändern, in Gärten und auf Brachflächen. Bürgerwissenschaftliche Projekte wie „Monarch Watch“ helfen, die Wanderbewegungen zu dokumentieren und sensibilisieren die Öffentlichkeit.

Das Wunder auf zwei Quadratzentimetern

Die Wanderung der Monarchfalter erinnert uns daran, wie komplex und faszinierend die Natur ist. Ein Tier, dessen Gehirn kleiner ist als ein Stecknadelkopf, vollbringt eine Leistung, die selbst mit modernster Technik schwer zu replizieren wäre. Es nutzt Sonnenstand, Erdmagnetfeld und Himmelspolarisation, koordiniert über eine innere Uhr, die in seinen Fühlern tickt. Es folgt einem genetischen Programm, das sich über Millionen von Jahren entwickelt hat, und findet einen Wald in Mexiko, den es nie zuvor gesehen hat.

Wenn du im nächsten Herbst einen Monarchfalter siehst, weißt du jetzt: Dieses unscheinbare Insekt ist möglicherweise auf einer der längsten Reisen seines Lebens. Es trägt in sich das Wissen von Generationen, kodiert in seinen Genen. Und es zeigt uns, dass die Grenzen dessen, was möglich ist, oft weit jenseits dessen liegen, was wir auf den ersten Blick für plausibel halten.