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Physiologie : Taufliegen-Ventilation per Rüssel

Taufliegen können mit Hilfe ihres Rüssels beim Flug besser atmen, berichten Forscher der Universität Ulm. Mit Kontraktionen des auf das Saugen flüssiger Nahrung spezialisierten Mundapparates ventilieren die Insekten ihr Tracheensystem und sorgen so für einen besseren Transport von Sauerstoff zu den arbeitenden Zellen.

Tracheen bilden bei Insekten ein gasgefülltes Röhrensystem, dessen Verästelungen jede Zelle mit Sauerstoff versorgt und bei der Atmung entstehendes Kohlendioxid abführt. Ein Blutgefäßsystem, in dem Gas-Transportmoleküle wie das Hämoglobin zirkulieren, fehlt den Insekten dagegen. Lange nahm man an, dass der Gasaustausch im Tracheensystem rein passiv durch Diffusion erfolgen muss.

Später erkannten Entomologen verschiedene Möglichkeiten der Insekten, den Gasinhalt in ihren luftgefüllten, sackähnlichen Tracheen gezielt umzuwälzen. Viele größere Insekten pumpen zu diesem Zweck etwa ihre Körperflüssigkeit durch Muskelkontraktionen, wobei sie unterschiedliche Ventilklappen zwischen Tracheen und der Außenluft öffnen und schließen, sodass ein gerichteter Luftstrom entsteht. Die Leistung des Atemsystems können die Tiere zudem an ihre Aktivität und den Sauerstoffverbrauch anpassen.

Fritz-Olaf Lehmann und Nicole Heymann entdeckten nun eine bislang unbekannte Ventilationsmöglichkeit bei Taufliegen: Die Tiere stießen während der gleichmäßig und dauerhaft energieintensiven Tätigkeit in regelmäßigem Abstand kurzzeitig große Mengen an Kohlendioxid aus. Dabei bewegte sich insbesondere der Rüssel der Tiere, wie Kameraaufnahmen belegten. Zeitgleich steuern die Insekten auch die Öffnung ihrer vier Paar Tracheenöffnungen, was nach Ergebnissen einer Computersimulationen ebenfalls zur gleichmäßigeren Belüftung beitragen dürfte.

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