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News: Haltungsnoten für Hummeln

Der Insektenflug steckt immer noch voller Rätsel. Mittlerweile ist zwar bekannt, wie die Tiere den Auftrieb erzeugen, doch stammen diese Erkennnisse aus Experimenten, bei denen die Insekten fest an die Instrumente angeschlossen sind - eine ziemlich unnatürliche Flughaltung. Chinesische Wissenschaftler haben nun ein System entwickelt, mit dem sie auch frei fliegende Hummeln beobachten können.
"Hummeln können nur fliegen, weil sie nichts von Aerodynamik verstehen", lautete ein geflügeltes Wort der Physiker. Denn diese Insekten seien zu schwer, um sich mit ihren kurzen Stummelflügeln in die Lüfte zu heben. Wie jeder weiß, können Hummeln dennoch fliegen, und Forscher kennen inzwischen auch den Grund: Durch die Elastizität und die komplizierte Bewegung der Flügel entstehen an den Flügelkanten Luftverwirbelungen, die für den Auftrieb sorgen.

Diese Ergebnisse ermittelten die Wissenschaftler an nachgebauten Flügeln und im Labor, wo die Insekten an dünnen Drähten starr mit den Instrumenten verbunden waren. Zwar flogen die Tiere nun auf der Stelle, dafür aber immer nur geradeaus, was die Untersuchungen einschränkte. Denn Insekten zeichnen sich ja gerade durch ihre waghalsigen Flugmanöver aus: Sie schlagen Salti und wenden fast auf der Stelle. Und dabei ist die Stellung ihres Körpers im Raum besonders wichtig.

Genau diese Übungen wollten Lijiang Zeng und ihre Kollegen der Tsinghua University an Hummeln untersuchen – und zwar während des freien Fluges. Dazu befestigten sie auf dem Rücken des Insekts einen nur 0,8 Milligramm leichten Glasspiegel und ließen es in einem kleinen Glaskasten frei umherfliegen, der von oben mit 47 Lasern beleuchtet war. Der Spiegel reflektierte das Laserlicht auf eine ebenfalls über dem Käfig befindliche Projektionsschirm. Je nachdem, wie sehr sich die Hummel nach vorne oder zur Seite neigte, wurde der Laserpunkt mal stärker und mal schwächer abgelenkt, was die Forscher mit Kameras registrierten. Mit zusätzlichen Kameras nahmen sie die Position der Hummel im Glaskasten auf und konnten so genau bestimmen, welcher Laser den Punkt auf dem Schirm verursachte. Mit den Gesetzen der linearen Optik war die Berechnung der Flugbahnen nun ein Kinderspiel.

Mit dem Lasersystem können die Forscher außerdem zu jedem Zeitpunkt die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Tieres bestimmen. Vielleicht hilft es ihnen ja sogar den Hummelflug vollständig zu ergründen, damit endlich auch diese Tiere gänzlich den Gesetzen der Aerodynamik gehorchen.

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