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Begleiten wir einen Nachtfalter ein Stück auf seinem n?chtlichen Flug: Auf dem Weg durch einen Garten fliegt er vorbei an beleuchteten Fenstern, unter einem Baum hindurch, der im Mondlicht Schatten wirft, und hinaus auf die Stra?e mit ihren Laternen und grellen, vorbeirauschenden Autoscheinwerfern. Bereits auf dieser kurzen Wegstrecke ist das nachtaktive Insekt mehrfach pl?tzlichen Helligkeitsschwankungen ausgesetzt. Besonders stark sind jene Schwankungen, die von künstlichen Lichtquellen verursacht werden.

Doch wie schafft es der Nachtfalter, trotz dieser Herausforderungen für seinen Sehsinn, erfolgreich durch die Nacht zu man?vrieren? Für die Beantwortung dieser und ?hnlicher Fragen hat Anna St?ckl, Juniorprofessorin, Emmy Noether-Arbeitsgruppenleiterin und Research Fellow des Zukunftskollegs an der Universit?t Konstanz, vom ERC einen Starting Grant in H?he von 1,5 Millionen Euro erhalten. In ihrem Forschungsprojekt ?DynamicVision“ wird sie insbesondere den visuell gesteuerten Flug von Nachtfaltern untersuchen.

Mit begrenzten Ressourcen effizient haushalten
?Bei uns Menschen unterstützen uns unsere Augen dabei, mit extremen Helligkeitsschwankungen zurechtzukommen. Beispielsweise, indem sich unsere Pupillen reflexartig verengen, sobald wir aus der Dunkelheit in einen hellbeleuchteten Raum treten“, erkl?rt St?ckl. ?Insektenaugen k?nnen sich nicht so rasch anpassen. Stattdessen muss bei Insekten das Nervensystem einen Gro?teil der Arbeit leisten.“ Und das, obwohl es mit einem Bruchteil der Nervenzellen auskommen muss, die dem menschlichen Gehirn zur Verfügung stehen.

Doch gerade das macht Insekten als Forschungsobjekt hochinteressant: ?Wir k?nnen von den Nervensystemen der Insekten viel lernen – zum Beispiel, wie komplexe Rechenprobleme ressourcenschonend gel?st werden k?nnen“, so St?ckl. Das ist nicht nur für die Grundlagenforschung interessant, sondern auch für Anwendungen in Bereichen wie der Informationstechnik oder Robotik.

Eine einzigartige Forschungsinfrastruktur
Für ihr aktuelles Projekt wird St?ckl verschiedene methodische Ans?tze kombinieren – von neuroanatomischen Untersuchungen über die Messung von Nervenzellaktivit?t bis hin zu Verhaltensexperimenten. Zus?tzlich wird sie mit ihrer Arbeitsgruppe ein Kamerasystem entwickeln, das Ver?nderungen der visuellen Umgebung aus der Sicht des fliegenden Insekts aufzeichnen kann. Die damit erfassten Szenen sollen dann direkt mit der visuellen Verarbeitung im Nachtfaltergehirn in Zusammenhang gebracht werden.

Mit dem Centre for Visual Computing of Collectives (VCC), in dem auch der Konstanzer Exzellenzcluster ?Center for the Advanced Study of Collective Behaviour“ zuhause ist, hat St?ckl au?erdem Zugriff auf eine besondere Forschungseinrichtung der Universit?t Konstanz. ?Ein nahezu turnhallengro?es Labor im VCC – der Imaging Hangar – erm?glicht uns zum ersten Mal überhaupt, den Flug von Insekten in einer Gr??enordnung nachzuverfolgen, die der natürlichen Umgebung der Tiere nahekommt. Bisher waren wir für eine hochaufl?sende Nachverfolgung von Nachtfalterflügen auf sehr kleine R?ume beschr?nkt – die uns aber nur einen begrenzten Einblick in die natürlichen Flugstrategien der Tiere gew?hren“, erkl?rt St?ckl.

Von der Wahrnehmung zum Handeln und zurück
Im Imaging Hangar geplante Experimente sollen unter anderem neue Einblicke in die Verhaltensstrategien liefern, mit denen Motten ihre Sinneswahrnehmung unter schwierigen Lichtbedingungen optimieren. ?Natürliches Verhalten ist keine Einbahnstra?e. Sensorische Informationen werden zwar zur Bewegungsteuerung genutzt, umgekehrt haben die Bewegungen eines Tieres jedoch ebenso einen Einfluss darauf, welche Sinnesinformationen überhaupt das Nervensystem erreichen“, so St?ckl.

Die Forscherin betrachtet Verhalten daher vielmehr als einen geschlossenen Kreislauf mit gegenseitigen Wechselwirkungen zwischen Sinnesinformationen, deren Verarbeitung im Nervensystem und verschiedenen Verhaltensstrategien. In ihrem Projekt zum visuell gesteuerten Flug von Nachtfaltern verfolgt sie entsprechend einen ganzheitlichen Ansatz, der dieses Zusammenspiel berücksichtigt.

?ber den ERC Starting Grant
Der ERC vergibt j?hrlich Starting Grants an junge, vielversprechende Pers?nlichkeiten aus der Forschung. Diese sollen so die M?glichkeit bekommen, ihre eigene Arbeitsgruppe auf- und auszubauen und Forschungsprojekte mit hohem Innovationspotenzial voranzutreiben.

Faktenübersicht:

• Anna St?ckl erh?lt ERC Starting Grant in H?he von 1,5 Millionen Euro
• Das Projekt ?DynamicVision“ erforscht den visuell gesteuerten Flug von Nachtfaltern
• St?ckl ist Juniorprofessorin, Emmy Noether-Arbeitsgruppenleiterin und Research Fellow des Zukunftskollegs an der Universit?t Konstanz
• St?ckl beschreibt ihre Forschung regelm??ig für ein breites Publikum. Eine Auswahl ihrer Beitr?ge zur eigenen Forschung finden Sie unter: https://www.annastoeckl.com/science-communication