Kybernetik: Rekordhüpfer dank Flitzbogen
![](https://static.spektrum.de/fm/912/f2000x857/zikade1.jpg)
© Malcolm Burrows (Ausschnitt)
700 Millimeter hoch zu springen, hört sich zunächst nicht nach einer tollen Leistung an. Wenn der Athlet aber selbst nur wenige Millimeter misst, dann macht ihn diese Höhe zum Weltmeister unter den Hüpfern. Die Rede ist von den Schaumzikaden. Sie können sich um mehr als das Hundertfache ihrer eigenen Länge in die Höhe katapultieren. Aber wie schaffen sie das? Ein Team um Malcolm Burrows von der University of Cambridge (England) hat nun das Geheimnis ihrer unglaublichen Sprungkraft gelüftet.
Entscheidend ist demnach die Art, wie die Insekten vor dem gewaltigen Satz die Energie aus ihren Muskeln speichern. Die Tiere nutzen dafür den so genannten Pleuralbogen: einen Teil ihres Skeletts, der sich zwischen den Hinterbeinen und den Flügeln befindet. Er hat eine Schichtstruktur, in der sich hartes Chitin, das Panzermaterial der Insekten, und das gummiartige Protein Resilin abwechseln. Dadurch verhält sich die Struktur wie ein Kompositbogen. Will die Schaumzikade springen, spannt sie diesen Bogen mit Muskelkraft. Beim Absprung wird die mechanische Spannung dann in Bewegungsenergie umgewandelt und der Hüpfer nach vorne katapultiert. Dabei erreicht er die 400fache Erdbeschleunigung.
Die Kombination aus einem harten und einem dehnbaren Material erweist sich als ideal. Dadurch können die Insekten den Bogen sehr stark spannen, ohne dass er bricht, und dabei enorme Energiemengen speichern. Die mechanische Konstruktion ist zudem äußerst robust. Beobachtungen zufolge können die Zikaden über lange Zeit absprungbereit dasitzen oder auch mehrmals schnell hintereinander springen, ohne zu ermüden oder Schaden zu nehmen.
Vera Spillner
Entscheidend ist demnach die Art, wie die Insekten vor dem gewaltigen Satz die Energie aus ihren Muskeln speichern. Die Tiere nutzen dafür den so genannten Pleuralbogen: einen Teil ihres Skeletts, der sich zwischen den Hinterbeinen und den Flügeln befindet. Er hat eine Schichtstruktur, in der sich hartes Chitin, das Panzermaterial der Insekten, und das gummiartige Protein Resilin abwechseln. Dadurch verhält sich die Struktur wie ein Kompositbogen. Will die Schaumzikade springen, spannt sie diesen Bogen mit Muskelkraft. Beim Absprung wird die mechanische Spannung dann in Bewegungsenergie umgewandelt und der Hüpfer nach vorne katapultiert. Dabei erreicht er die 400fache Erdbeschleunigung.
Die Kombination aus einem harten und einem dehnbaren Material erweist sich als ideal. Dadurch können die Insekten den Bogen sehr stark spannen, ohne dass er bricht, und dabei enorme Energiemengen speichern. Die mechanische Konstruktion ist zudem äußerst robust. Beobachtungen zufolge können die Zikaden über lange Zeit absprungbereit dasitzen oder auch mehrmals schnell hintereinander springen, ohne zu ermüden oder Schaden zu nehmen.
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