Ein Trio von Forschern, zwei von der Cornell University, das andere vom Howard Hughes Medical Institute, hat die Mittel entdeckt, mit denen Libellen sich so schnell aus einer auf dem Kopf stehenden Ausrichtung aufrichten können. In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel WissenschaftZ. Jane Wang, James Melfi und Anthony Leonardo beschreiben Experimente, die sie mit fliegenden Libellen durchgeführt haben, und was sie über die Flugmechanik des Insekts gelernt haben.
Libellen sind fliegende Insekten, die sich durch transparente Flügelpaare, einen langen, dünnen Körper und facettenreiche Facettenaugen auszeichnen. Sie werden im Allgemeinen um Teiche und Sümpfe gesehen. Sie sind auch für ihre Flugbeweglichkeit bekannt, und es war diese Eigenschaft, die die Forscher dazu veranlasste, sich über ihre Fähigkeit zu wundern, sich von einem Szenario zu erholen, in dem sie sich auf natürliche Weise wahrscheinlich nicht wiederfinden werden – plötzlich auf den Kopf zu fallen.
Die Arbeit umfasste das Sammeln von Proben für Laboruntersuchungen. Sie begannen damit, Proben zu packen, sie umzudrehen und sie fallen zu lassen. Sie fanden heraus, dass sich alle Proben sehr schnell erholten – so schnell, dass die Forscher der Aktion nicht folgen konnten. Als nächstes malten sie kleine weiße Punkte auf die Flügel und Körper mehrerer Exemplare und filmten sie mit einer Hochgeschwindigkeitskamera beim Fallen. In dem Zeitlupenvideo konnten sie nur teilweise feststellen, was die Libellen taten, um sich auf die richtige Seite zu drehen.
Dragonfly erholt sich in ~200 ms von einem Sturz auf den Kopf. Die Berechnung des Aufrichtmanövers offenbart die Schlüsselsteuerungsstrategie, die zum Rollmanöver führt. Bildnachweis: Z. Jane Wang, Cornell University
Unerschrocken nutzten die Forscher das Video, um ein computerisiertes 3D-Modell der Libellen zu erstellen, während sie sich aufrichteten. Dann konnten sie genau sehen, was die Libellen taten, als sie fielen – sie schlugen ihre linken und rechten Flügel in leicht unterschiedlichen Winkeln auf und zwangen ihre Körper, sich zu drehen, bis sie wieder richtig herum waren. Sie stellten fest, dass einige nach links rollten, während andere nach rechts rollten, aber in beiden Fällen war das Endergebnis dasselbe – eine Wiederaufnahme des normalen Flugs.
Die Forscher fragten sich dann, woher die Insekten wussten, dass sie auf dem Kopf standen – um eine mögliche Antwort zu finden, bedeckten sie die Augen mehrerer Exemplare, drehten sie um und ließen sie fallen – keine der Libellen konnte sich erholen, was darauf hindeutet, dass sie visuelle Hinweise verwenden zur Orientierung.
Z. Jane Wang et al, Erholungsmechanismen im Libellenaufrichtungsreflex, Wissenschaft (2022). DOI: 10.1126/science.abg0946
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