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News: Erst Aufwärmen, dann Abheben

Als vor einiger Zeit Wissenschaftler nachwiesen, daß Hummeln nicht fliegen können, übersahen sie lediglich eine kleine Tatsache: Insekten erhöhen normalerweise ihre Körpertemperatur, um ihre Flugmuskeln vor dem Abheben aufzuheizen. Die Fachwelt atmete auf, als sie erkannte, daß Hummeln nun doch fliegen können, solange sie nur 'warmgelaufen' sind. Um diese Aufwärmphase vor dem Start anzutreiben, sonnen sich einige Insekten, andere dagegen zittern. In einer neuen Studie wurde jetzt eine dritte Methode zur Erzeugung von Hitze beschreiben. Einige Käfer verwenden hitzeerzeugende Verbindungen, um den Temperaturanstieg anzukurbeln.
Man weiß sehr wenig über die Brennstoffe, mit denen Insekten Wärme erzeugen. Eine Motte zum Beispiel verwendet Kohlenhydrate. Doch trifft dies auf alle Insekten zu? Von großen runden Käfern und Bienen – vielleicht die am wenigsten aerodynamisch aussehenden Insekten – würde man eventuell erwarten, daß sie spezialisiertere Mechanismen besitzen als zierliche Fliegen. Lutz Auerswald und Kollegen von der University of Cape Town, Südafrika, berichten (Journal of Experimental Biology, Volume 201 (10) (Abstract)), daß der afrikanische Fruchtkäfer (Pachnoda sinuata) seine Muskeln vor dem Start auf ungefähr 34 Grad Celsius aufheizen muß. Manchmal nutzt er dazu die Hitze der Sonne, aber er verwendet auch eine interne Energiequelle. Die Forscher fragten sich, ob Käfer für das Aufwärmen der Muskeln vor dem Start denselben Brennstoff nutzen wie für den eigentlichen Flug. Für letzteres verbrennen sie die Aminosäure Prolin sowie Kohlenhydrate.

Auerswald und Kollegen klebten Käfer auf Nadeln, um so den erzeugten Auftrieb zu messen, während sie die Temperatur überwachten. Während des Warmlaufens nahmen sie winzige Proben Insektenblut (Hämolymphe) und maßen die Konzentrationen verschiedener metabolischer Verbindungen und ihrer Abbauprodukte. Sie fanden heraus, daß die Tiere beim Aufwärmen weder den Fettspeicher anzapfen, noch Kohlenhydrate verbrauchen. Die Prolin-Konzentration dagegen sank drastisch und die Konzentration des Abbauprodukts Alanin stieg. Erst als das Insekt wärmer wurde und in der Lage war zu fliegen, wurden auch Kohlenhydrat-Brennstoffe verwertet.

Der Aufwärmprozeß ist erstaunlich energiezehrend – der Käfer verbraucht fast halb so viel Energie, wie er für den vollen Flug benötigt. Ohne diese Anstrengung jedoch würden sie sich, wie die früheren Studien annahmen, niemals in die Lüfte erheben können.

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