Posted in: Biologie, Physik 18. Januar 2007 20:01 Weiter lesen →

Käfer nutzt weißes Rauschen

Ein kleiner asiatischer Käfer ist weißer als Milchzähne und so manches Papier. Wie er das anstellt, haben britische Physiker herausgefunden. Winzige Schuppen auf dem Körper der Tiere reflektieren alle Farben des Lichts gleich gut, weil in ihnen sorgfältig arrangierte Unordnung herrscht.

Foto: Mehrere Käfer in einer Handfläche, darunter grün-metallisch schimmernde, ein blau-grün gemusterter und weiße Tiere

Blatthornkäfer der Gattung Cyphochilus fallen durch ihren weißen Körper auf. Foto: Courtesy of P. Vukusic-University of Exeter

Dabei sind die Körperschuppen lediglich fünf Tausendstel Millimeter dick, berichten die Forscher um Pete Vukusic von der University of Exeter im Magazin „Science“. „Diese Art von brillantem Weiß aus einer solch dünnen Probe ist in der Natur eine Seltenheit“, so Vukusic. Zahnschmelz etwa, sei bis zu zwei Millimeter dick und reflektiere weniger gleichmäßig als die Käferschuppen.

Vukusic und Kollegen studierten Blatthornkäfer der Gattung Cyphochilus. Während ihre Verwandtschaft dunkle Töne oder ein metallisches Schimmern bevorzugt, sind die asiatischen Sonderlinge an Kopf, Körper und Beinen von länglichen weißen Schuppen bedeckt. Elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, dass diese Gebilde ein Netzwerk von Chitin-Filamenten enthalten. Lichtbrechung und -reflexion an diesen Filamenten bewirken die ungewöhnlichen optischen Eigenschaften, sind die Forscher überzeugt.

Frontal-Nahaufnahme eines Cyphochilus-Käfers, bedeckt mit kleinen, länglichen weißen Schuppen

Cyphochilus-Käfer sind mit winzigen Schuppen bedeckt, deren innere Struktur für eine gleichmäßige Reflexion aller Lichtwellenlängen sorgt. Foto: Courtesy of P. Vukusic-University of Exeter

Ihre Analysen ergaben, dass die Filamente völlig zufällig angeordnet sind – ein bevorzugter Abstand war selbst mit Methoden aus der Kristallforschung nicht nachzuweisen. Gleichzeitig füllen sie das Innere der Schuppen zu etwa 70 Prozent aus. Diese Dichte bewirkt nach Ansicht der Physiker, dass die Filamente einen Großteil des einfallenden Lichts zurückwerfen, ohne sich gegenseitig zu behindern.

Als Resultat reflektieren die Schuppen bei allen Wellenlängen etwa 65 Prozent des einfallenden Lichts und erreichen einen „Weißegrad“, der an den von hochwertigem Schreibmaschinenpapier heranreicht. Vielleicht könnte die Tricks des Käfers zu kosmetischen und technischen Zwecken genutzt werden, spekulieren Vukusic und Kollegen. Weiße Beschichtungen à la Cyphochilus könnten beispielsweise dafür sorgen, dass Leuchtdioden ihr Licht überwiegend zum Betrachter abstrahlen.

Forschung: Pete Vukusic und Joe Noyes, School of Physics, University of Exeter, Exeter, und Benny Hallam, Imerys Minerals Ltd., Par

Veröffentlichung Science, Vol. 315, 19. Januar 2007, p 348, DOI 10.1126/science.1134666

WWW:
Homepage Pete Vukusic
Scarabaeidae

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