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Nachtfalter beobachten

Der größte Teil der Schmetterlingsarten in Mitteleuropa ist nachtaktiv. Einige Leute benennen diese Falter als “Motte“, ohne genau hinzusehen, dass es sich nicht immer um ein und denselben Nachtfalter handelt. Insbesondere in den seltensten Fällen um die berühmte Kleidermotte. Im Englischen wird jedoch auch allgemein der Begriff Motte verwendet. Genauer: Moth.

Nur wenige Arten haben große, farbenfreudige Flügel, wie die Schmetterlinge aus der Gruppe der Tagfalter. Jedoch gibt es jede Menge interessanter Tiere, die sich, geschickt vorbereitet, auch noch viel einfacher aus der Nähe betrachten lassen, als Tagfalter. Und oft ebenso hübsch anzuschauen sind. Manche haben auch ganz tolle Namen. Weil sie so toll aussehen.

Vorbereitung

Es gibt 2 grundsätzliche Methoden, Nachtfalter zur Beobachtung oder dem Fang für wissenschaftliche Zwecke anzulocken:

  • Licht
  • Süß-Alkoholisches

Wir sehen uns heute die erste Methode an: Licht.

Was ist Licht?

Licht ist elektromagnetische Strahlung in einem Bereich, den unser Auge wahr nehmen kann. Je nach Wellenlänge rot, gelb, grün… Wenn alle Farben gleichzeitig unser Auge treffen, z.B. wenn ein Blatt Papier Sonnenlicht reflektiert, sehen wir weißes Licht. Viele Tiere können auch Licht wahr nehmen. Insekten haben unterschiedliche Organe gebildet. Die Facettenaugen sind die Bekanntesten. Schmetterlinge besitzen nur diese Ausprägung.

Sehen alle Tiere weißes Licht?

Im Prinzip ist diese Frage völlig falsch gestellt. Wie eben beschrieben, ist das weiße Farbempfinden eine Eigenschaft, Mischlicht neutral zu deuten. Also, was die Sonne in Summe liefert und das weiße Blatt Papier reflektiert. Diese Neutralisierung zu “Weiß” macht unser Gehirn. Und das, was wir im Einzelnen als Farbe empfinden, ist aktuell immer noch nicht ganz klar neurowissenschaftlich beschreibbar. Möglicherweise “sehe“ ich rot, an der Stelle, wo Du grün oder weiß siehst. Und umgekehrt. Denn die Farbe als Wahrnehmung generiert unser Gehirn. Wir können bis jetzt nur vermuten, dass wir alle zusammen bei rot, gelb oder grün das Gleiche empfinden. Sehen tun wir natürlich das Gleiche. Dafür sind die Rezeptoren in unseren Augen verantwortlich. Und nur wenn hier einer der Rezeptoren ausfällt, sind wir farbenblind. Und damit wären wir auch zum Kern des Pudels vorgedrungen:

Das eine ist, welche Farben (Wellenlängen des Lichts) wir durch unsere Rezeptoren, also die lichtempfindlichen Zellentypen im Auge, sehen können. Das andere ist, welche Farbempfindung wir damit verbinden. Letzteres, also die Farbempfindung lässt sich derzeit nicht messen. Denn erst unser Gehirn, und das aller anderen Tiere, erzeugt diese Empfindung. Jedoch die sichtbaren Wellenlängen lassen sich sehr genau bestimmen. Für uns Menschen reichen die von ca. 380nm (violett) bis 750nm (rot). Was wir uns schon mal merken können: Violett ist die kürzeste Wellenlänge und Tief-Rot die längste Wellenlänge, die wir sehen können. Vorausgesetzt, dass alle 3 Rezeptorzellen funktionstüchtig sind, was bei Farbenblinden eben leider nicht so ist.

Wenn das Licht nun noch violetter oder noch röter wird, empfinden wird das nur noch in der Form, dass es dunkler wird. Nicht mehr als eine weitere Farbe. Und irgendwann sehen wir schwarz, also nichts mehr, obwohl immer noch genug Licht vorhanden ist. Aber es ist entweder röter als rot: Infrarot, oder violetter als violett: Ultraviolett. Es wird dunkler für uns, weil es unserer Sinneszellen nicht mehr registrieren können.

Was wir wissen ist, dass verschiedenen Tiere auch Lichtfrequenzen (Wellenlängen) empfinden können, die wir nicht sehen. Es gibt einige, die etwas mehr Infrarot wahr nehmen. Aber vor allem können im Bereich der Insekten viele Tiere kürzere Wellenlängen als Violett noch in eine Wahrnehmung umwandeln. Also Ultraviolett.

Ob nun Tag- oder Nachtfalter auch eine Empfindung für Weiß als Mischlicht haben, wissen wir nicht. Es ist Teil ihres kleinen Hirns, aus den Reizen in ihren Augen ein Farbempfinden zu erzeugen. Wenn wir aber definieren, dass Weiß eine Empfindung über alle sichtbaren Farben hinweg ist, bei der alle Farben (Wellenlängen) gleichermaßen beteiligt sind, dann ist das Weiß der Nachtfalter definitiv ein anderes Weiß als unseres: Nachtfalter können auch Licht wahrnehmen, dass noch kürzere Wellenlängen als Violett hat: Ultraviolett. Aber nicht nur Nachtfalter. Auch tagaktive Insekten sehen im ultravioletten Bereich. Blumen setzen Blütenblätter ein, um Insekten anzulocken. Und tatsächlich reflektieren verschiedene Blütenblätter auch im ultravioletten Bereich. Insekten sehen tagsüber Blumen also gegebenenfalls noch “bunter”, als wir. Wie “bunt” oder das, was wir unter “bunt” verstehen, betrachten wir an dieser Stelle nicht: Es hängt davon ab, wie viele verschiedene Sinneszellen unterschiedliche Wellenlängen wahrnehmen können. Wir wollen uns auf etwas anderes konzentrieren: Wie kann man Insekten mit Ihrer Lichtwahrnehmung anlocken, um sie zu bestimmen und ihr Vorhandensein in der Landschaft zu registrieren.

Warum fliegen Insekten „auf“ Lampen?

Das ist leider immer noch nicht abschließend erforscht. Die gängigste Theorie geht davon aus, dass Insekten genetisch “programmiert“ nachts nur eine dominante helle Lichtquelle kennen: den Mond. Künstliches Licht des Menschen gibt es erst seit extrem kurzer Zeit, bezieht man das auf die vielen Millionen Jahre, in den sich die Insekten entwickelt haben. Da der Mond sehr weit weg ist und über kurze Zeit auch seine Position aus Sicht der Erde kaum ändert, könnte er als Leitlinie für eine nächtlichen Geradeausflug dienen. Soweit die immer noch gängigste, weil plausibelste Theorie. In Nächten mit vollem, also hellem Mond fallen auch weniger Insekten auf eine Lichtfalle herein. Sie entscheiden sich wohl weiter für den Mond.

Bei einer lokalen Lichtquelle würde die Interpretation von „Mond“ dazu führen, dass die Flugbahn nicht mehr geradlinig ist. Statt dessen führt sie das Insekt kreisförmig um die Lichtquelle herum. Möglicherweise beeinflusst dann in der Nähe die Intensität das Insekt weiter, sodass auch Faktoren wie oben bzw. unten (Schwerefeld) keine Rolle mehr spielen. Befindet sich nun in der Nähe des Leuchtmittels eine helle Fläche, landet das Insekt mal früher, mal später dort. Ob teilweise erst aus Erschöpfung oder gezielt ist auch noch unklar.

Aktualisierung

Es gibt neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu dieser Fragestellung:
Die gängige Annahme, dass es mit dem Nachtflug und der Mond als quasi unendliche und damit konstant orientierte Lichtquelle während des Fluges zur Orientierung dient, ist vermutlich falsch. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Reaktion auf den Lichtreflex eher um eine “neurologische Programmierung” des Gleichgewichtssinnes handelt, bei der das Insekt “oben” von “unten” dadurch unterscheidet, dass es “oben” (Himmel) einfach immer heller ist als “unten” (Erde).
Das bedeutet, dass die Ausrichtung des Körpers im Flug offenbar weniger oder gar nicht auf Sinneszellen beruht, die die Richtung der Schwerkraft bestimmen (bei uns liegt dieses spezielle Sinnesorgang in Ohrnähe), sonder die mit dem Horizont wechselnde Lichthelligkeit zwischen Boden und Himmel/Wolken/Sonne/Mond (/Sternenhimmel?).
Zu diesem Ergebnis kamen Forscher als sie mit genauen optischen Verfahren die Flugbahn von Insekten um Lichtquellen untersuchten. Demnach scheint das Insekt seinen Körper an der Lage des (vermeintlichen) Horizonts auszurichten, der sich als Ebene zwischen der großen hellen Himmelsfläche und der gegenüber liegenden dunkleren Fläche der Lichtreflexion von der Erde befindet.
Aus diesem Grund fliegen die Insekten auch nicht grundsätzlich auf einer erdoberflächen-parallelen Kreisbahn um eine Lichtquelle, sonder von der Lage der Erdoberfläche betrachtet um eine beliebig geneigte Bahn um diese Lichtquelle. Die Bahn hängt nicht von der Horizontalen ab, sondern von der “Einflugneigung” des Insekts, dass, je nach Neigung dann die Lichtquelle als “oben” definiert und in der entsprechenden Neigung um die Lichtquelle fliegt. Was dazu führt, dass wir beobachten können, dass auf unserer Unterlage die Eintagsfliegen, Nachtfalter und Käfer durchaus zuerst auf dem Rücken auftreffen und sich dann erst entsprechend der Schwerkraftrichtung auf die Beine drehen.
https://www.spektrum.de/news/warum-werden-insekten-von-licht-angezogen/2205885

Bei Fallen macht man sich das auf zwei Arten zu Nutze: Entweder die helle Fläche unterhalb der Leuchte wirkt als Reuse, in die der Falter irgendwann hineinrutscht. Oder er wird auf einer Oberfläche, nachdem er sich gesetzt hat, abgelesen (ODER nur fotografiert -> unser Steckenpferd).

Wir haben oben nicht ohne Grund die Frage der Wellenlänge behandelt. Erfahrungen haben gezeigt, dass Falter, wie andere Insekten auch, von Lichtquellen besonders stark angezogen werden, die einen höheren Ultraviolettanteil haben. Es ist bekannt, dass sehr viele, vielleicht sogar alle Insekten, soweit ihre Augen nicht zurück gebildet sind (Gibt es das? In der Biologie bestätigt häufig die Ausnahme die Regel, wie man sagt.) Ultraviolettlicht sehen können. Wir können also deren “zusätzliche Farbe” selbst gar nicht wahr nehmen. Wir wissen darum. Können sie auch fotografisch abbilden. Kennen aber eben keine bildliche Entsprechung im Kopf, im menschlichen Hirn. Doch warum ist der Ultraviolettanteil für das Licht als “Fluglotse“ wesentlich?

Entweder können die Tiere vor allem nur in diesem Wellenlängebbereich sehen oder, das ist eine Theorie von mir, dass langwelliges Licht in der Evolution sich als ungeeignet für eine Navigation gezeigt hat: Sämtliche Insekten in der Umgebung eines Waldbrandes würden in den Brandherd hinein fliegen. Hat der rote bis infrarote Anteil des Lichts nur eine geringe Intensität im Vergleich zu kurzwelliger Strahlung, könnte das als entscheidendes Unterscheidungsmerkmal zwischen Mondlicht und Feuer dienen. (Möglicherweise gibt es hierzu Forschungsergebnisse. Todo: Recherche notwendig.)

Jedoch: Wir wissen es nicht. Was wir wissen ist, dass ein hoher UV-Anteil offenbar wie ein Magnet wirkt. Deshalb werden zum Anlocken oder Fangen Leuchtmittel mit einem hohen UV-Anteil mit Erfolg verwendet.

Nicht nachmachen!

Wir halten uns jetzt bitte an die ZDF-Staffeln “Nicht nachmachen“, in denen Bernhard Hoëcker und Wigald Boning einigen gefährlichen Blödsinn veranstaltete haben und nicht nur einmal der gerade verfügbare “Praktikant” herhalten musste. So, wie wir das hier beschreiben: Bitte nicht nachmachen.

Wir haben eine UV-Leuchte mittels LED und eine Leuchtstoff-Röhre (ohne Leuchtstoff) beschafft. Letztere hat den Vorteil, dass sie in alle Richtungen leuchtet, jedoch mehr Energie verbraucht und die Lebenszeit um rund den Faktor 10 geringer ist. In unserem Aufbau, wir beleuchten einen weißen Schirm, leuchtet die Röhre auch in entgegengesetzter Richtung. LEDs können ohne Hilfsmittel maximal nur 180 Grad ausleuchten. Möglicherweise lockt also die Röhre Insekten in einem größeren Umkreis an. Das ist aber in diesem ersten Versuch noch unklar. Wir testen erst einmal, was passiert. Um die niedergelassenen Falter besser bestimmen und fotografieren zu können, haben wir eine normale (weißlicht-) LED-Leuchte dazu gestellt.

Wetter ist gut. Es ist trocken. Tagsüber waren es über 30 Grad. Jetzt ist es schwühl. Optimal, um Nachtfalter anzulocken.

Die Ausbeute ist immens!!!

Auch wenn man sich vor sieht und nicht direkt in die UV-Leuchtstoffröhre sieht, wie wir es getan haben: Allein die Reflexionen an der Schirmoberfläche, auf denen sich die Falter und weitere Insekten nieder lassen, reichten, sich die Bindehaut beider Augen derart zu verletzen, dass man die Folgetage nicht “aus dem Häuschen” kommt. Ohne die Schmerzen weiter zu erwähnen… Der gefühlte leichte Sonnenbrand auf Stirn und Nase ist hingegen verkraftbar, wenn auch nicht gesund.

Was war unser Fehler?

Die verwendete Leuchtstoffröhre sendete Licht bevorzugt in einem extrem kurzen Wellenlängenbereich, der als UV-C bezeichnet wird. Verwendet werden diese Lampen u.a. zur Desinfektion von Luft von Krankheitserregern. Also die Abtötung derselben mit Hilfe der Strahlung dieser Lampe. Auch wenn sich manche Produkte aus Fernost (bestellbar nicht nur über Amazon) nicht an die europäische Vorschrift halten, derartige Desinfektionssysteme in einem optisch abgeschirmten Gehäuse zu verbauen, durch das die zu desinfizierende Luft aktiv hindurchgeführt wird (Ventilator), ist nach unserer schmerzhaften Erfahrung tatsächlich sinnvoll. Solche Experimente mit frei hängender Lampe, die UV-C oder auch UV-B abstrahlt, solltest Du also unterlassen, auch und obwohl, wenn man nicht direkt in die Lampe sieht. Ganz abgesehen davon, dass mit ziemlicher Sicherheit auch entsprechende Wirkungen auf die Insekten stattfinden werden. Wir wollen Fotografieren und bestimmen und nicht schädigen oder töten.

Lösung

Mit dem Ziel, Schadinsekten zu eliminieren, wurden in China wissenschaftlich untersucht, welche Wellenlängen geeignet sind, Insekten anzulocken. Das Ergebnis war, dass für Falter insbesondere der enge Wellenlängenbereich von 390 nm bis 410 nm besonders zielführend ist. Unsere Lichtwahrnehmung endet genau dort. Es handelt sich also um sogenanntes UV-A Licht. Es ist energieärmer und wenig oder gar nicht zellschädigend. Dieser Bereich wird auch als Schwarzlichteffekt bei Veranstaltungen eingesetzt. In Zukunft wird unsere Lichtfalle also in diesem Bereich arbeiten. Angebote von LED-Zeilen (-Schlangen) gibt es zahlreiche. Vor allem auch wieder aus dem chinesischen Bereich. Eine kostengünstige Lichtfalle kann hiermit jedoch ohne Gefährdung für die Augen hergestellt werden. Achte also auf die Wellenlängenangabe im Bereich 390 bis 410 nm! Es gibt auch Leuchtdioden (LED), die im gefährlichen UV-C-Bereich intensiv leuchten! Gibt der Lieferant die Wellenlänge nicht explizit an, dann wähle ein anderes Angebot.

Nachgewiesene Arten

Es hat für uns als nicht-Fachleute schon eine Weile gedauert, um die fotografierten Falter zu bestimmen. In den Bildtiteln ist mit einem Fragezeichen oder Alternativen vermerkt, wo wir noch unsicher sind. Meist ist aber eine ziemlich eindeutige Bestimmung möglich gewesen. Viel Spaß nun, bei der Durchsicht all der Arten die wir, bis auf ganz wenige Bilder, an ein und demselben Abend gemacht haben.

Artennamen in den Bildern:

Tippe die Bilder an: In der Galeriedarstellungen werden die Namen der Falter angezeigt. Am PC reicht es, mit der Maus über die Bilder zu fahren.

Alternativen zu Licht als Lockmittel

Du hast bis hier her geblättert? Toll! Wenn Du Interesse an eigenen Beobachtungen hast, sei schon mal hier gespoilert: Es gibt auch eine Methode, ohne Lichtquelle Falter anzulocken. Dazu gehen wir vom optischen Sinn auf den molekularen Sinn über. Ob man Riechen oder Schmecken sagen sollte, ist unklar: Es geht um das Anlocken mit „feinschmeckenden“ bzw. “wohlriechenden“ Substanzen (im Gegensatz zu Pheromonen, die auf sexuelle Sinneswahrnehmungen Einfluss haben). Das werden wir zu einem späteren Zeitpunkt testen und hier beschreiben. Möglicherweise erst im nächsten Jahr. Denn schon kündigt sich der Herbst an und es ist noch viel zu tun, am Haus. Auch die Naturwiese muss noch vollständig gemäht werden. Sie beginnt bereits, zu verstrauchen und zu verbaumen.

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1 Kommentar

  1. Frank 6. Juni 2023 — Autor der Seiten

    Kleines Update:

    Ich habe jetzt mehrere (Augen-verträgliche) UV-A-LED-Leuchten (395nm) bestellt. Sie werden sicher im Laufe des Juni ankommen. Es wird also dieses Jahr ein Update geben. Das soll dann auch ein Test für die Möglichkeit sein, ob sich das als autonome Beobachtungsstation erweitern lässt.

    Autonom heißt, regelmäßige, vielleicht vom Wetter abhängige Beobachtungszeiten, die soweit zeitlich pro Nacht begrenzt sind, dass sich keine Beeinträchtigung im Fortpflanzungsverhalten der Tiere ergibt. Und eben autonom, das heißt: vollautomatisch.

    Diese Lösung unterscheidet sich von bisherigen biologischen “Fangstationen”. Die klaren Nachteile gegenüber diesen wären:

    * keine (bisher) normierte Methode
    * keine “Fänge” (Tötung) und damit im Zweifelsfall auch keine genaue Art-Zuordnung
    * nur begrenzt mögliche Geschlechtsunterscheidung

    Aber die Vorteile wären:

    * vollautomatische Erfassung (nicht Auswertung)
    * Einfluss auf die Bestände niedrig (begrenzte Beobachtungszeit; keine Fänge/Tötung)

    Automatisch heißt aber auch, dass die Falter auf der “Nachweisfläche” automatisch erfasst werden. Das dürfte das größte Problem sein, da bezogen auf eine ausreichend große Fläche, auf der sich die Falter (, Käfer und Hautflügler) niederlassen können, eine extrem hohe Auflösung für eine sichere Bestimmung nötig ist.

    Dazu habe ich zwar schon mal nach der 64MPixel-OEM-Kamera von Arducam für den Raspberry Pi (https://www.arducam.com/64mp-ultra-high-res-camera-raspberry-pi/) geschielt. Jedoch zeigen Diskussionen in den einschlägigen Foren, dass die Treiberunterstützung zu wünschen übrig lässt. Außerdem habe ich auf Nachfrage noch keine Spezifikation bekommen, wie groß die Auflösung in den Ecken ist. Bekanntlich ist bei solch hohen Auflösungen vor allem das Objektiv der beschränkende Faktor. Und dort zuerst in den Ecken.

    Mir schwebt für eine automatische Erfassung deshalb eine Kombination aus zwei normal auflösenden Kameras vor. Eine mit vollem Sichtwinkel zur Detektion von “Neuankömmlingen”. Und eine zweite Kamera mit kleinem Tele-Objektiv und Pan-Tilt-Mechanik zur höher auflösenden Erfassung. Das ist auf Basis der Standard Raspi-Kameras mit den sehr gut designten Treibern und der Python-API möglich. Mechanisch empfindlicher, dafür softwareseitig stabiler.

    Aber zuerst das Hand-Experiment, sobald die Leuchten angekommen sind.

    Gruß, Frank

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