Ein winziger Käfer, der nur 0,3 Millimeter groß ist, kann so schnell fliegen wie Insekten, die dreimal so groß sind wie er. Eine Reihe äußerst präziser Beobachtungen hat nun gezeigt, wie diese Käfer so schnell fliegen - und dabei eine Menge Energie sparen.

In der neuen, in Nature veröffentlichten Studie heißt es, dass "die Geschwindigkeit bei Tieren positiv mit der Körpergröße korreliert", d. h. je mehr Masse, desto höher die Geschwindigkeit, insbesondere bei fliegenden Insekten.

Wenn die Dimensionen jedoch mikroskopisch klein werden, werden die Dinge seltsam, denn sehr kleine Fluginsekten leiden viel stärker unter der Viskosität der Luft selbst. Außerdem verursacht die Reibung zwischen den Flügeln und der Luft einen enormen Energieaufwand für das Insekt.

Bild: Farisenkov et al. / Nature, 2022

Es hat sich herausgestellt, dass die kleinen Käfer der Art Paratuposa placentis Jetzt haben Forscher diese Käfer mit Hochgeschwindigkeitskameras beobachtet und die Aufnahmen mit Computermodellen kombiniert, um den Weg der Flügel und des Körpers der Insekten nachzuzeichnen.

Wie das folgende Video zeigt, ist die P. placentis hat ein ungewöhnliches Flügelschlagmuster, das in der Luft eine Art "8" bildet. Außerdem sind die Flügel dieser Art modifiziert und haben Borsten anstelle von Membranen. Den Forschungen zufolge ermöglicht dies einen effizienteren Flug, da die Auswirkungen der Luft auf die Flügel reduziert werden.

Winzige Käfer filmen

Die Autoren erfassten die P. placentis Das Team platzierte die Tiere dann in einer transparenten Kammer im Sichtfeld von vier synchronisierten Kameras, von denen zwei über eine Technologie für Hochgeschwindigkeitsaufnahmen verfügten.

Außerdem wurde die Box mit den Käfern mit zwei Arten von Beleuchtung versehen: Laser und Infrarot-LED, wie auf dem Bild unten zu sehen:

Bild Abteilung Entomologie / Staatliche Lomonossow-Universität Moskau

Anschließend erstellten die Autoren dreidimensionale Rekonstruktionen der Flügelbewegungen und verwendeten Computermodelle, um zu verstehen, wie die winzigen Flügel mit der Luft interagieren.

Mit den borstengefüllten Flügeln der Tiere entdeckte das Team, dass diese Käfer "durch die Luft stoßen" können, und selbst die kleinsten Borsten können noch kleinere Äste haben.

Der kleine Käfer hat also einen völlig neuen Flugmechanismus, den es zu entdecken gilt: zwei volle Abwärtsschläge, die ihn nach oben treiben, und zwei kleinere Schläge in die entgegengesetzte Richtung.

Der Forschung zufolge hilft dieser Mechanismus dennoch zu verstehen, wie sich die Insekten an die evolutionäre Miniaturisierung angepasst haben, ohne dabei einen absurden Energieaufwand zu betreiben, der sie schnell zum Aussterben bringen würde.