Marcus Byrne: Der Tanz des Mistkäfers

Ein Mistkäfer hat ein reiskorngroßes Gehirn. Trotzdem zeigt er ein ungeheures Maß an Intelligenz, wenn es darum geht, seine Futterquelle – tierische Exkremente – nach Hause zu rollen. Wie macht er das? Alles lässt sich auf einen Tanz zurückführen. (Eine Aufnahme im Rahmen von TEDxWitsUniversity.)

Das hier ist Mist,

und heute möchte ich

meine Begeisterung
für Mist mit Ihnen teilen,

was vielleicht recht schwierig wird.

Was Sie bestimmt
faszinierender finden,

ist die Art und Weise, wie diese
kleinen Tiere den Dung bearbeiten.

Dieses Tier hier hat ein

reiskorngroßes Gehirn,
und trotzdem ist es zu Dingen fähig,

die wir uns noch nicht einmal
vorstellen könnten zu tun.

Es hat sich ganz so entwickelt,
dass es seine Futterquelle,

den Dung, verarbeiten kann.

Wo genau sollen wir also anfangen?

Es erscheint angemessen,
am Ende zu beginnen,

denn es ist ein Abfallprodukt, das

aus anderen Tieren herauskommt,
aber trotzdem noch Nährstoffe enthält.

Es beinhaltet genug Nährstoffe,

dass Mistkäfer davon leben können,

also fressen Mistkäfer
Dung, und ihre Larven

sind ebenfalls Dungfresser.

Sie wachsen vollständig
in einer Kotpille heran.

In Südafrika gibt es
etwa 800 Mistkäferarten.

In Afrika sind es
2.000 Mistkäferarten,

und weltweit sind etwa
6.000 Arten bekannt.

Mistkäfern zufolge
ist Mist also ziemlich toll.

Wenn man nicht bereit ist, Mist
unter die Fingernägel zu bekommen

und im Dung herumzuwühlen, wird man
90% der Mistkäferarten

nie zu Gesicht bekommen,

denn sie graben sich
sofort in den Kot ein,

geradewegs nach unten.
Dann pendeln sie hin und her

zwischen dem Kot an der Erdoberfläche

und ihrem unterirdischen Nest.

Man fragt sich, was sie
mit diesem Material machen?

Die meisten Mistkäfer
verpacken es in eine Art Paket.

Zehn Prozent der Arten
formen eine Kugel,

und diese Pille rollen sie vom
Dunghaufen weg und

vergraben sie an einer abgelegenen
Stelle abseits des Haufens.

Sie zeigen ein ganz
spezielles Verhalten,

welches es ihnen ermöglicht,
ihre Pille zu rollen.

Dies ist der stolze Besitzer
einer wunderschönen Kotpille.

Es ist ein Männchen,

denn es hat ein paar Haare
auf der Rückseite seiner Beine.

Er ist offenbar höchst zufrieden
mit dem, worauf er da sitzt.

Allerdings wird er gleich Opfer

eines gemeinen Raubüberfalls.
(Gelächter)

Und das ist ein deutliches Indiz dafür,

dass dies ein wertvoller Rohstoff ist.

Auf wertvolle Rohstoffe
muss man aufpassen

und sie besonders schützen.
Wir vermuten,

dass der Grund für
den Abtransport der Pille

diese Konkurrenz ist,
die beim Ergattern

des Dungs entsteht.

Dieser Dunghaufen war
– nun ja, es war ein Haufen,

15 Minuten vor
der Aufnahme des Fotos.

Unserer Meinung nach bedingt
die intensive Konkurrenz

die gute Anpassung der Käfer

an das Pillenrollen.

Stellen Sie sich dieses Tier vor,

wie es sich über die
afrikanische Steppe bewegt.

Sein Kopf zeigt nach unten.
Es läuft rückwärts.

Wirklich die ungewöhnlichste Art,
seine Nahrung zu transportieren.

Gleichzeitig muss
es die Hitze aushalten.

Wir sind in Afrika.
Es ist heiß.

Ich möchte Ihnen
einige Experimente vorstellen,

die meine Kollegen und ich
durchgeführt haben,

um herauszufinden, wie Mistkäfer

mit diesen Problemen umgehen.

Schauen Sie sich diesen Käfer an

und richten Sie bitte Ihre
Aufmerksamkeit auf zwei Dinge.

Zum einen, wie er
dieses Hindernis bewältigt,

das wir ihm in den Weg gestellt haben.
Er vollführt einen kleinen Tanz

und läuft dann in genau
dieselbe Richtung weiter,

die er vorher eingeschlagen hatte.

Ein kleiner Tanz, und weiter geht’s
in eine bestimmte Richtung.

Diese Tier weiß ganz genau,
wohin es läuft.

Es weiß, wohin es will,

und das ist sehr, sehr wichtig.

Denn – bedenken Sie –
man steht am Misthaufen,

hat ein Stück des Kuchens ergattert,
das man in Sicherheit bringen will,

und am schnellsten geht das
auf einer geraden Linie.

Wir haben ihnen noch
mehr Aufgaben gestellt.

In diesem Fall hier haben wir

die Welt unter ihren Füßen gedreht.
Schauen Sie sich ihre Reaktion an.

Diesem Tier wurde die ganze Welt

unter den Füßen verdreht.
Es wurde um 90 Grad gedreht.

Es zuckt nicht mit der Wimper.
Es weiß genau, wohin es will

und läuft in diese Richtung weiter.

Als Nächstes haben wir uns gefragt,

wie die das anstellen?

Was genau machen sie?
Wir hatten einen Hinweis:

Ab und zu klettern sie
auf die Pille

und betrachten die Welt
um sich herum.

Und was beäugen sie wohl,

wenn sie auf die Pille klettern?

Welche sichtbaren Anhaltspunkte
könnte dieses Tier benutzen,

um seine Fortbewegung auszurichten?

Das Offensichtlichste ist der Himmel.
Also haben wir uns gefragt,

was sie am Himmel betrachten könnten.

Und das ist eindeutig die Sonne.

Ein klassisches Experiment war,

in diesem Zusammenhang,
die Sonne zu verschieben.

Wir haben also die Sonne
mit einem Brett verdunkelt

und dann mit Hilfe eines Spiegels

an eine andere Stelle verschoben.

Schauen Sie,
wie der Käfer reagiert.

Er macht einen kleinen Doppeltanz

und läuft dann in genau
die Richtung zurück,

aus der er ursprünglich
gekommen ist.

Was passiert nun?
Sie schauen also auf die Sonne.

Die Sonne ist ein wichtiger
Anhaltspunkt am Himmel.

Die Sonne ist aber
nicht immer verfügbar,

denn bei Sonnenuntergang
verschwindet sie hinterm Horizont.

Allerdings gibt es am Himmel

ein ausgeprägtes Muster
polarisierten Lichts,

das wir Menschen nicht sehen können.
Das liegt an unseren Augen.

Die Sonne ist hier am Horizont.

Wenn sie nun am Horizont ist,

sagen wir mal, auf dieser Seite,

dann erscheint von Nord nach Süd
ein breiter Streifen polarisierten Lichts,

den wir nicht sehen können,

die Käfer aber schon.

Wie können wir das testen?
Das ist ganz einfach.

Wir nehmen einen
großen Polarisationsfilter

und stecken den Käfer darunter.
Der Filter ist im richtigen Winkel

zum Polarisationsmuster
des Himmels ausgerichtet.

Der Käfer kommt
unter dem Filter hervor

und biegt rechts ab,

denn er ist nun wieder
unter freiem Himmel,

nach dem er sich
ursprünglich ausgerichtet hatte.

Er orientiert sich
erneut in die Richtung,

in die er ursprünglich lief.

Käfer können offensichtlich
polarisiertes Licht wahrnehmen.

Bis jetzt haben wir herausgefunden,

dass Käfer Kotpillen rollen.

Und wie machen sie das?
Sie rollen sie geradeaus.

Wie halten sie eine bestimmte,
gerade Laufbahn ein?

Sie benutzen Anhaltspunkte
am Himmel,

von denen wir Menschen einige
nicht wahrnehmen können.

Wie erkennen sie
diese Anhaltspunkte?

Das hat uns als Nächstes interessiert.

Dabei musste dieses
spezielle Verhalten,

dieser Tanz, eine Rolle spielen,
denn schauen Sie,

der Käfer macht hin
und wieder eine Pause

und läuft dann in die
richtige Richtung weiter.

Was machen die Käfer,
wenn sie tanzen?

Wie weit können wir sie vom Kurs abbringen,
bevor sie sich neu ausrichten?

In diesem Experiment hier haben wir sie

in einen Tunnel gedrängt.
Sie sehen,

dass er nicht wirklich in den
Tunnel gedrängt werden musste.

Wir haben den Käfer dann
nach und nach um 180 Grad gedreht,

bis dieses Exemplar in die
entgegengesetzte Richtung lief

als die, in die es ursprünglich wollte.

Mal sehen, was seine Reaktion ist –

jetzt überschreitet er 90 Grad.

Sobald er hier unten ist,

läuft er 180 Grad
in die falsche Richtung.

Sehen Sie seine Reaktion.

Er vollführt einen kleinen Tanz,
dreht sich herum

und läuft zurück.
Er weiß genau, was er tut.

Er erkennt das Problem

und weiß damit umzugehen.

Der Tanz ist sein Übergangsverhalten,

das ihm erlaubt,
sich neu zu orientieren.

Dafür ist der Tanz da.
Nachdem wir viele Jahre im afrikanischen Busch

an schön heißen Tagen
Mistkäfer beobachtet hatten,

stellten wir fest,
dass ein weiteres Verhalten

mit dem Tanz verbunden ist.

Wenn sie auf die Kotpille klettern,

streichen sie sich
hin und wieder übers Gesicht.

Sehen Sie, hier schon wieder.

Was geht da vor sich?

Offenbar ist der Boden sehr heiß.
Dann tanzen sie häufiger.

Wenn sie diesen speziellen Tanz vollführen,

streichen sie über die
Unterseite ihres Gesichts.

Es könnte ein die Temperatur
regulierendes Verhalten sein.

Vielleicht versuchen sie,

von der heißen Erde wegzukommen,
und bespucken ihr Gesicht,

um ihren Kopf abzukühlen.

Wir haben also ein paar
Versuchsfelder konstruiert.

Eins war heiß, das andere kalt.

Wir beschatteten dieses
und ließen das andere heiß.

Dann haben wir mit einer
Wärmebildkamera gefilmt.

Hier sehen Sie
ein Wärmebild des Systems.

Was Sie hier aus dem Dung rollen sehen,

ist eine kühle Kotpille.

Vergleicht man das mit
der Temperatur hier drüben,

ist Mist tatsächlich "cool".
(Gelächter)

Uns interessiert nur der Vergleich

zwischen der Temperatur des Käfers
und der Umgebung.

Die Umgebung hat etwa 50 Grad Celsius.

Der Käfer selbst und die Pille haben

so um die 30 bis 35 Grad.

Sozusagen eine große Kugel Eiscreme,

die dieser Käfer durch
die heiße Steppe transportiert.

Er klettert nicht. Er tanzt nicht,

denn seine Körpertemperatur
ist relativ niedrig.

Ungefähr so hoch wie unsere eigene.

Und sein kleines Gehirn ist recht kühl.

Wenn wir nun das Verhalten mit dem in
einer heißen Umgebung vergleichen –

schauen Sie die Bodentemperatur an.

Etwa 55 bis 60 Grad Celsius.

Sehen Sie, wie oft der Käfer tanzt.

Sehen Sie seine Vorderbeine an.
Die sind wahnsinnig heiß.

Die Kotpille hinterlässt
einen kleinen Temperaturschatten.

Der Käfer erklimmt die Pille

und wischt über sein Gesicht.
Er versucht ständig, sich abzukühlen

und dem heißen Sand
zu entgehen, über den er läuft.

Wir haben ihm dann
kleine Stiefel angezogen,

damit wir testen konnten, ob die Beine

bei der Wahrnehmung der
Bodentemperatur eine Rolle spielen.

Die Käfer klettern
viel seltener auf die Pille,

wenn sie Stiefel anhaben,
als wenn sie keine tragen.

Wir nennen sie “Cool Boots”.

Zur Herstellung haben wir
eine Zahnarztpaste verwendet.

Wir haben auch die Kotpille

im Kühlschrank heruntergekühlt
und ihnen eiskalte Kotpillen präsentiert.

Sie sind viel seltener
auf eine kalte Pille

als auf eine heiße geklettert.

Das hier nennt man Stelzen.
Es ist ein Temperaturverhalten,

das wir Menschen
beim Überqueren des Strandes zeigen.

Wir springen auf ein Handtuch,
das jemandem gehört –

"Entschuldigung, Ihr Handtuch, ich weiß." –

und dann hopst man auf das nächste,

damit man sich nicht die Füße verbrennt.

Genau das tun die Käfer auch.

Ich habe für Sie noch
eine weitere Geschichte

über diese spezielle Käferart.

Sie gehört der Gattung Pachysoma an.

Insgesamt gehören 13 Arten
zu dieser Gattung. Sie alle

zeigen ein besonderes Verhalten,
das Sie interessieren wird.

Das ist ein Mistkäfer.
Schauen Sie mal, was er macht.

Können Sie den Unterschied erkennen?

Normalerweise laufen sie nicht
so langsam. Dies hier ist in Zeitlupe.

Aber er läuft vorwärts

und trägt dabei ein
trockenes Dungkügelchen.

Das ist eine andere Art derselben Gattung,

die genau dasselbe Verhalten zeigt.

Noch ein weiterer Aspekt am Verhalten

dieses Mistkäfers ist faszinierend.

Er sucht nach Futter und
stattet sein Nest damit aus.

Schauen Sie sich dieses Exemplar an.

Er versucht, ein Nest zu bauen.

Er mag den ersten Platz nicht

und sucht sich deshalb einen anderen.

Etwa 50 Minuten später
ist das Nest fertig,

und der Käfer verschwindet,
um nach Futter zu suchen

und das Nest mit
trockenem Dung zu bestücken.

Bitte beachten Sie dabei den Hinweg

im Vergleich zum Rückweg;
vergleichen Sie die beiden mal.

Im Großen und Ganzen sehen Sie,
dass der Rückweg

viel direkter verläuft als der Hinweg.

Auf dem Hinweg ist er ständig auf der Suche

nach einem frischen Dunghaufen.

Auf dem Heimweg weiß er,

wo sein Nest ist und
möchte geradewegs dorthin.

Wichtig ist, dass der Ausflug nicht,
wie bei den meisten Mistkäfern,

in nur eine Richtung verläuft.
Der Ausflug wird wiederholt,

hin und zurück zwischen
der Futterstelle und dem Nest.

Und gleich erleben Sie

ein weiteres südafrikanisches Verbrechen.
(Gelächter)

Sein Nachbar stiehlt ein Dungkügelchen.

Wir beobachten hier ein Verhalten,

das man Vektororientierung nennt.

Dabei hat der Käfer einen Nistplatz,

den er auf einem
gewundenen Pfad verlässt,

um nach Futter zu suchen.
Sobald er Futter gefunden hat,

kehrt er geradewegs zum Nest zurück.
Er weiß genau, wo sein Zuhause ist.

Dies könnte er auf zwei
Arten bewerkstelligen,

die wir testen können,
indem wir den Käfer

auf einen neuen Platz versetzen,
sobald er an der Futterstelle ist.

Benutzt er Landmarken,
wird er nach Hause finden.

Benutzt er die sogenannte
Vektororientierung,

wird er nicht nach Hause finden. Er wird
an der falschen Stelle herauskommen.

Bei der Vektororientierung
zählt er seine Schritte

oder misst die Entfernung
in eine bestimmte Richtung.

Er kennt die Lage seines Nests und
die Richtung, in der es liegen sollte.

Wenn man ihn versetzt,
landet er an der falschen Stelle.

Sehen wir mal, was passiert,
wenn wir diesen Käfer

in einem ähnlichen Experiment testen.

Hier ist unser
durchtriebener Versuchsleiter.

Er versetzt den Käfer,

und nun wollen wir mal sehen,
was passiert.

Hier ist eine Höhle,
hier war ursprünglich das Futter.

Das Futter wurde an
eine andere Stelle versetzt.

Orientiert sich der Käfer
an Landmarken,

sollte er die Höhle finden,

denn dann wird er die
Anhaltspunkte wiedererkennen.

Benutzt er Vektororientierung,

sollte er an der falschen
Stelle herauskommen.

Mal sehen, was passiert,

wenn wir den Käfer durch
den Testaufbau schicken.

Hier ist er also.

Er will gerade nach Hause laufen.
Sehen Sie, was passiert.

Wie traurig.

Er hat keinen blassen Schimmer.

Er sucht sein Nest
in der richtigen Entfernung

von der Futterquelle, hat aber
völlig die Orientierung verloren.

Wir wissen nun, dass dieses
Tier Vektororientierung benutzt,

um sich zurechtzufinden.
Der gemeine Versuchsleiter

führt es nach links oben
und lässt es da. (Gelächter)

Wir sehen hier eine Gruppe von Tieren,
die einen Kompass benutzt,

nämlich die Sonne,

um sich zurechtzufinden.

Sie haben eine Art System,

um Entfernungen zu messen.

Wir wissen, dass diese Arten
ihre Schritte zählen.

Sie benutzen sie als
Entfernungsmesser,

ein Schrittzähler-System,
um nach Hause zu finden.

Wir wissen noch nicht,
was Mistkäfer benutzen.

Was haben wir von den Tieren

mit dem reiskorngroßen Gehirn gelernt?

Wir wissen, sie können Kotpillen
auf einer geraden Linie rollen,

indem sie Anhaltspunkte
am Himmel benutzen.

Wir wissen, dass
ihr Tanzverhalten zur Orientierung

und gleichzeitig zum Wärmeausgleich dient.

Wir wissen auch, dass sie
ein Vektororientierungssystem nutzen,

um ihren Weg nach Hause zu finden.

Obwohl es nur ein kleines Tier ist,
das eine eklige Substanz bearbeitet,

können wir unheimlich viel
von seinen Handlungen lernen,

die wir Menschen niemals ausführen könnten.

Vielen Dank. (Applaus)