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Fliegender Insektentorso in 3D

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© Walker, S.M. et al.: In Vivo Time-Resolved Microtomography Reveals the Mechanics of the Blowfly Flight Motor. In: PLOS Biology 12 (3), e1001823, 2014, movie S1
Fliegender Insektentorso in 3D

In der Zeit, in der es ein Mensch gerade schafft, einmal zu blinzeln, bewegt eine Schmeißfliege ihre Flügel fünfzig Mal auf und ab. Jeder einzelne Flügelschlag wird durch eine Anzahl winziger Steuermuskeln kontrolliert, einige davon so dünn wie ein menschliches Haar. Wie ist es aber den Steuermuskeln, die weniger als drei Prozent der Flugmuskulatur ausmachen, möglich, die erheblich größere Leistung der übrigen Muskeln während eines Manövers zu manipulieren?

Mit Hilfe eines Teilchenbeschleunigers machten Simon Walker von der University of Oxford und seine Forscherkollegen die Bewegung der Insektenflugmuskulatur und deren Zusammenspiel als hochauflösende Röntgenvisualisierung in 3D sichtbar. Aufgenommen wurden fixierte Schmeißfliegen, die in dem Teilchenbeschleuniger herum gewirbelt wurden. Die ständige Drehung löste bei den Fliegen stets eine Gegenbewegung aus. Die asymmetrische Bewegung der Steuermuskeln konnte dadurch aufgezeichnet werden.

Die 3D Rekonstruktion demonstriert das Zusammenspiel von Oszillation, Kraftübertragung und Energie. Man kann sich die Wechselwirkung in etwa wie bei einem Auto vorstellen: Das Getriebe lässt sich dazu nutzen zu bremsen. Bei der Schmeißfliege arbeiten die Kraftmuskeln (im Video gelb, orange und rot) symmetrisch und verformen bei ihrer Arbeit den Brustpanzer. Die Verformung dient der Kraftübertragung von den Muskeln auf die Flügel. Gelenkt wird dabei durch ein Zusammenspiel der gekoppelten Steuermuskeln (grün und blau) auf beiden Seiten des Fliegenbrustkorbes.

PLOS Biology 12 (3), e1001823, 2014

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