Libellen: Die Kunstflieger unter den Insekten

Eine Forschungsarbeit konzentriert sich auf fliegerische Kunststücke wie dem Jagen und der Paarung in der Luft. Wenn Sie das nächste Mal eine Libelle sehen, versuchen Sie, sie dabei zu beobachten, wie sie ihre nächste Mahlzeit im Flug fängt. Viel Glück!

“Wenn wir es nicht in Hochgeschwindigkeit aufnehmen, können wir nicht sehen, ob sie die Beute gefangen hat, aber wenn sie zurück zu ihrem Sitzplatz fliegt und wir sie kauen sehen, dann wissen wir, dass sie erfolgreich war”, sagt Stacey Combes, eine Biomechanikerin an der Harvard University. Mit Unterstützung der National Science Foundation (NSF) untersuchen sie und ihr Team, wie Libellen komplizierte, fliegerische Kunststücke vollbringen, darunter das Jagen und die Paarung in der Luft. Sie hat ihr Labor in einem typischen “Libellen-Land” aufgebaut.

“Unser Labor ist in der Concord Field Station in Bedford (Massachusetts). Das ist eine Station der Harvard University, die etwa eine halbe Stunde vom Hauptcampus entfernt liegt”, sagt Combes. “Wir sind umgeben von Wäldern und Teichen, was ein idealer Lebensraum ist, um Libellen zu finden.”

Die Forscher haben bis jetzt schon 20 Spezies an den Teichen identifiziert. Bei diesem Exkurs hoffen sie, ein paar für Untersuchungen zu fangen. Aber es ist nicht leicht, eine Libelle zu fangen.

“Gut, ich habe eine… ich hab sie verloren”, ruft Teammitglied und Biomechaniker Jay Iwasaki. “Es ist eine Libellula cyanea“, bemerkt er, als er letztendlich eine gefangen hat. “Sie gehört zur Familie der Libellulidae; dies ist ein Männchen. Man kann diese Spezies besonders an den weißen Punkten auf ihren Flügeln erkennen.”

Das Team nimmt zwei Libellen mit zurück in speziell konstruiertes, eingenetztes Gehege. Es ist groß, ungefähr eineinhalb Stockwerke hoch. “Wir haben es insbesondere dafür gebaut, um das Jagdverhalten von Libellen zu beobachten. Eines der Probleme bei der Untersuchung von Libellen ist, dass sie dazu neigen nicht zu jagen, wenn die Lichtverhältnisse nicht genau stimmen. Wenn sie sich nicht in einem ausreichend großen Raum befinden, in dem sie sich wohl fühlen, werden sie nur hungern, weil sie diese Beute ausschließlich in der Luft fressen”, erklärt Combes.

In dem Gehege hat das Team acht Hochgeschwindigkeitskameras aufgebaut. Sie lassen eine Libelle zusammen mit einigen schmackhaften Fruchtfliegen frei und schauen, was als nächstes passiert. Die Hochgeschwindigkeitskameras beobachten, was das menschliche Auge nicht wahrnehmen kann.

“Sie werden losfliegen, die Beute mit ihren Beinen fangen, umkehren und zurück zu dem Zweig fliegen und die gesamte Aufnahme wird vielleicht eine oder eineinhalb Sekunden dauern”, sagt Combes. Sie zeigt auf eine der Hochgeschwindigkeitsaufnahmen: “Diese dort hat die Hälfte ihres linken Vorderflügels verloren und trotzdem vollbringt sie erstaunliche Leistungen beim Einfangen der Fruchtfliege in der Luft.”

“Dieses besondere Manöver passiert innerhalb von nur einer halben Sekunde”, ergänzt Iwasaki. “Es sind bemerkenswerte Flugkünstler”, erklärt Combes. “Es macht Spaß, sie zu beobachten und es ist etwas, das man mit bloßem Auge nicht wirklich sehen kann. Wir beobachten sie mit Hochgeschwindigkeitskameras und sehen und die Anflugwinkel an, wenn sie Beute fangen. Sie drehen sich um, es ist einfach erstaunlich und sie tun es jedesmal, Hunderte Male, als wäre es nicht. In dem Gehege haben sie 90 Prozent der Beutetiere gefangen, die wir ihnen gaben.”

Libellen hatten viel Zeit, um ihre Fähigkeiten als Jäger zu entwickeln. Sie leben seit circa 300 Millionen Jahren auf dem Planeten, noch vor den Dinosauriern. Sie können steil nach oben und unten fliegen, wie Hubschrauber schweben und in einem Augenblick verschwinden.

“Libellen besitzen zwei Flügelpaare, mit denen sie in unterschiedlichen Phasen schlagen”, sagt Combes. “Manchmal schlagen sie gemeinsam, manchmal verschoben und wir sehen auf unseren Jagdvideos, dass sie dies ständig verändern.”

Biomechanikerin Amber DesLauriers deutet auf eine Libelle, die auf einem dicken Grashalm sitzt. Man kann sehen, wie sie ihren Kopf vor- und zurückbewegt und nach ihrer nächsten Mahlzeit Ausschau hält. “Sie können fast die gesamte Umgebung wahrnehmen, außer direkt hinter ihnen”, sagt sie.

Combes sagt, dass Ingenieure Libellen beobachten, um Inspirationen für kleine Flugzeuge zu bekommen. “Es gibt viel Interesse daran, kleine Robotergeräte zu bauen und wenn man bis auf die Größenordnung von Insekten hinunterkommt, kann man keine Mini-Flugzeuge konstruieren. Die Physik funktioniert nicht bei einem kleinen, winzigen Flugzeug. Man braucht schlagende oder rotierende Flügel. Deshalb können wir viel von diesen Insekten lernen”, erläutert sie.

Combes erforscht auch den Ansatz, Libellen zur Kontrolle von Moskitos zu benutzen. “Sie können 30 Moskitos am Tag fressen. Sie könnten sogar Hunderte am Tag fressen”, betont sie.

Quelle: http://www.nsf.gov/news/special_reports/science_nation/dragonfliesinmotion.jsp

(THK)