Posted in: Biologie, Technik 12. September 2013 20:00 Weiter lesen →

Zikade mit Zahnradgetriebe

REM-Aufnahme zeigt flache, runde Beinglieder mit ineinander greifenden Zähnen Auch in der Natur gibt es Zahnradgetriebe, haben englische Zoologen entdeckt. Die von ihnen studierte Zikade verfügt über kleine Zahnreihen an ihren Sprungbeinen. Diese Zähne greifen ineinander und stellen so sicher, dass sich die Beine sich beim Absprung völlig synchron bewegen. Auf diese Weise vermeiden die Tiere ungewollte Pirouetten.

Bild: Courtesy of Malcolm Burrows

„Üblicherweise sehen wir Zahnräder als Produkt menschlicher Ingenieurskunst an“, erklärt Gregory Sutton von der Universität Cambridge. Das Beispiel der Käferzikade belege jedoch, dass auch die Evolution dieses Prinzip entdeckt habe. Sutton und sein Kollege Malcolm Burrows stellen ihre Beobachtung im Magazin „Science“ vor.

Sutton und Burrows nutzten eine Hochgeschwindigkeitskamera, um die Sprünge der Echten Käferzikade (Issus coleoptratus) zu studieren. Die wenige Millimeter langen Tiere saugen den Saft von Laubbäumen und bewegen sich springend von Blatt zu Blatt. Dabei schaffen sie es, ihre Beine bis auf 0,03 Millisekunden synchron zu bewegen, obwohl schon ein einzelner Nervenimpuls eine ganze Millisekunde dauert. Ein näherer Blick auf die Beine offenbarte den Mechanismus, der diese erstaunliche Präzision ermöglicht.

Bilder zeigen kleine graubraune Zikade auf sattgrünem Blatt, darunter eine Reihe von Bildern der Zikade im Sprung Bilder: Courtesy of Malcolm Burrows

Bei den Hinterbeinen weist das direkt an der Hüfte ansetzende Beinglied, der Schenkelring, auf seiner Innenseite eine Reihe feiner, höchstens 0,03 Millimeter hoher Zähne auf. Vor dem Absprung positioniert die Zikade ihre Beine so, dass die Zahnreihen auf linkem und rechtem Schenkelring exakt ineinandergreifen. Sobald sich ein Bein bewege, setze sich daher automatisch auch das andere in Bewegung, erläutert Burrows. „Bei Issus wird das Skelett also zur Lösung eines komplexen Problems genutzt, das Gehirn und Nervensystem nicht lösen können.“

Forschung: Malcolm Burrows und Gregory Sutton, Department of Zoology, University of Cambridge, Cambridge

Veröffentlichung Science, Vol. 341, 13. September 2013, pp 1254–6, DOI 10.1126/science.1240284

WWW:
Insect Neurobiology Group, University of Cambridge
Echte Käferzikade
Das Insektenbein

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