News: Kamerascheue Topathleten
Wenn Flöhe, Heuschrecken, Frösche und Kängurus an einem tierolympischen Sprungwettbewerb teilnehmen würden, so könnte ihnen - faire Vergleichsmaßstäbe angelegt - eine unscheinbare Zikade durchaus die Show stehlen.
© Bild (Ausschnitt)
Ein wenig exzentrisch mag es für Uneingeweihte schon gewirkt haben, was Malcolm Burrows von der University of Cambridge da veranstaltete. Vielleicht bot er manch potenziell kopfschüttelnden Zuschauern sogar ein ähnliches Bild, wie in vergangenen Jahrhunderten wohl einige tropenbehelmte Insektenforscher, die verzückt, mitsamt Schmetterlingsnetz, fliehenden Flugobjekten hinterhereilten. Immerhin: Burrows jagte herumhüpfende Wiesen-Schaumzikaden, und zwar mit einer Hochgeschwindigkeitskamera.
Am härtesten, so der Forscher, sei zunächst eigentlich gewesen, "die kleinen Kerle überhaupt zu fangen – denn die springen echt gut". Genau diese überragende Sprungfähigkeit der Zikade Philaenus spumarius hatte den Wissenschaftler von seinem eigentlichen Spezialgebiet – der Erforschung der neuronalen Koordination von Bewegungsabläufen im Zentralnervensystem von Insekten – abgelenkt: Statt, wie ursprünglich geplant, elektrophysiologische Ableitungen der vergleichsweise großen und wenigen Nervenzellen des weltweit auf Wiesen und an Waldrändern heimischen Insekts durchzuführen, analysierte der Wissenschaftler zunächst einmal einige Eckdaten des beeindruckenden Zikadensprungs – und enthüllte Rekordverdächtiges.
Die durchschnittlich etwa sechs Millimeter langen und gut zwölfeinhalb Milligramm schweren Insekten springen, sobald sie sich bedroht fühlen oder einfach schnell den nächsten Grashalm erreichen möchten, bis zu 70 Zentimeter hoch. Da reichen der Zikade sprungstarke Wirbeltiere wie Känguru und Frosch, bezogen auf ihre Körpergröße, bei weitem nicht das Wasser – geschweige denn Homo sapiens: Um mitzuhalten, müsste ein menschlicher Hochspringer von Durchschnittsgröße die Latte in rund 210 Metern Höhe unfallfrei überqueren können.
Kängurus, Frösche oder Laubheuschrecken erlangen ihre Springbegabung durch verlängerte Hinterbeine, deren vergrößerte Hebelwirkung sie durch die Luft schnellen lässt. Das andere im Tierreich verbreitete Konzept ist eine Katapultstrategie, bei der zunächst Energie in Sprungmuskeln gespeichert und dann explosionsartig freigesetzt wird. Eben diese bei kurzbeinigen Sprungspezies gängige Technik nutzen auch die Wiesen-Schaumzikaden.
Vor einem Sprung kauern die Insekten sich zunächst zusammen, wie die Bilder von Burrows Hochgeschwindigkeitsfilm zeigten. Dabei spannen sie über etwa eine Sekunde lang ihre Sprungmuskulatur an und laden sie so mit Energie. Die Muskeln – mächtige Stränge im Brustbereich des Insekts, in denen etwa elf Prozent der gesamten Körpermasse stecken – arbeiten dabei zunehmend stärker gegen einen raffinierten Haltemechanismus der Zikaden-Hinterbeine. Dieser arretiert die Beine eingefaltet unter dem Zikadenkörper – bis die durch den Muskel ausgeübte Kraft die Haltekraft des Arretiermechanismus' überschreitet und dieser sich augenblicklich löst. Dabei wird die geballte Muskelkraft explosionsartig in eine Beinstreckung übertragen – und die Zikade wird hinwegkatapultiert.
Die Zikaden erreichen daraufhin Geschwindigkeiten von etwa vier Metern in der Sekunde und überwinden die Erdanziehung mit einem gut 400fachen der Erdbeschleunigung – wieder nichts für Menschen, bei denen trainierte Astronauten etwa oder Testpiloten bei 40fach geringeren Belastungen an ihre Grenzen stoßen. Zikaden springen damit, bezogen auf ihre Körperlänge, höher als die bislang anerkannt amtierenden Sprungweltmeister des Tierreichs, die Flöhe, und beschleunigen ihr deutlich größeres Körpergewicht auch viermal schneller.
Eine Rekordleistung, die selbst dem technischen Equipment Burrows ungeahnte Problem bescherte. Schließlich beträgt die durchschnittliche Absprungdauer der Zikaden gerade einmal eine Millisekunde. Und so waren die hüpfenden Insekten, kaum einmal im Sucher der Kamera, auch schon wieder weg: Auf dem Hochgeschwindigkeitsfilm mit 2000 Bildern pro Sekunde zeigen gerade einmal zwei eine abspringende Wiesen-Schaumzikade in Aktion.
Am härtesten, so der Forscher, sei zunächst eigentlich gewesen, "die kleinen Kerle überhaupt zu fangen – denn die springen echt gut". Genau diese überragende Sprungfähigkeit der Zikade Philaenus spumarius hatte den Wissenschaftler von seinem eigentlichen Spezialgebiet – der Erforschung der neuronalen Koordination von Bewegungsabläufen im Zentralnervensystem von Insekten – abgelenkt: Statt, wie ursprünglich geplant, elektrophysiologische Ableitungen der vergleichsweise großen und wenigen Nervenzellen des weltweit auf Wiesen und an Waldrändern heimischen Insekts durchzuführen, analysierte der Wissenschaftler zunächst einmal einige Eckdaten des beeindruckenden Zikadensprungs – und enthüllte Rekordverdächtiges.
Die durchschnittlich etwa sechs Millimeter langen und gut zwölfeinhalb Milligramm schweren Insekten springen, sobald sie sich bedroht fühlen oder einfach schnell den nächsten Grashalm erreichen möchten, bis zu 70 Zentimeter hoch. Da reichen der Zikade sprungstarke Wirbeltiere wie Känguru und Frosch, bezogen auf ihre Körpergröße, bei weitem nicht das Wasser – geschweige denn Homo sapiens: Um mitzuhalten, müsste ein menschlicher Hochspringer von Durchschnittsgröße die Latte in rund 210 Metern Höhe unfallfrei überqueren können.
Kängurus, Frösche oder Laubheuschrecken erlangen ihre Springbegabung durch verlängerte Hinterbeine, deren vergrößerte Hebelwirkung sie durch die Luft schnellen lässt. Das andere im Tierreich verbreitete Konzept ist eine Katapultstrategie, bei der zunächst Energie in Sprungmuskeln gespeichert und dann explosionsartig freigesetzt wird. Eben diese bei kurzbeinigen Sprungspezies gängige Technik nutzen auch die Wiesen-Schaumzikaden.
Vor einem Sprung kauern die Insekten sich zunächst zusammen, wie die Bilder von Burrows Hochgeschwindigkeitsfilm zeigten. Dabei spannen sie über etwa eine Sekunde lang ihre Sprungmuskulatur an und laden sie so mit Energie. Die Muskeln – mächtige Stränge im Brustbereich des Insekts, in denen etwa elf Prozent der gesamten Körpermasse stecken – arbeiten dabei zunehmend stärker gegen einen raffinierten Haltemechanismus der Zikaden-Hinterbeine. Dieser arretiert die Beine eingefaltet unter dem Zikadenkörper – bis die durch den Muskel ausgeübte Kraft die Haltekraft des Arretiermechanismus' überschreitet und dieser sich augenblicklich löst. Dabei wird die geballte Muskelkraft explosionsartig in eine Beinstreckung übertragen – und die Zikade wird hinwegkatapultiert.
Die Zikaden erreichen daraufhin Geschwindigkeiten von etwa vier Metern in der Sekunde und überwinden die Erdanziehung mit einem gut 400fachen der Erdbeschleunigung – wieder nichts für Menschen, bei denen trainierte Astronauten etwa oder Testpiloten bei 40fach geringeren Belastungen an ihre Grenzen stoßen. Zikaden springen damit, bezogen auf ihre Körperlänge, höher als die bislang anerkannt amtierenden Sprungweltmeister des Tierreichs, die Flöhe, und beschleunigen ihr deutlich größeres Körpergewicht auch viermal schneller.
Eine Rekordleistung, die selbst dem technischen Equipment Burrows ungeahnte Problem bescherte. Schließlich beträgt die durchschnittliche Absprungdauer der Zikaden gerade einmal eine Millisekunde. Und so waren die hüpfenden Insekten, kaum einmal im Sucher der Kamera, auch schon wieder weg: Auf dem Hochgeschwindigkeitsfilm mit 2000 Bildern pro Sekunde zeigen gerade einmal zwei eine abspringende Wiesen-Schaumzikade in Aktion.
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