Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Australischer Feuerkäfer meidet Hitze - seine Infrarot-Organe warnen ihn vor heißen Oberflächen

16.02.2018

Der australische Prachtkäfer Merimna atrata verfügt über mehrere Wärmesensoren. Ursprünglich dachte man, dass er sie zum Aufspüren von Waldbränden nutzt: Das Insekt legt seine Eier im Holz verbrannter Eukalyptusbäume ab. Forscher der Universität Bonn konnten diese These nun endgültig widerlegen. Stattdessen benötigt der Käfer seinen Wärmesinn wohl zu einem anderen Zweck: Um sich bei der Landung nicht die Füße zu verbrennen. Die Studie ist nun in der Fachzeitschrift PLOS ONE erschienen.

Der australische Feuerkäfer fliegt auf verbranntes Holz. Experten sprechen auch von Pyrophilie („Feuerliebe“). In Insektenkreisen ist dieses Verhalten nicht gerade weit verbreitet. Merimna atrata (so der lateinische Name) hat dafür aber einen guten Grund: Das tote Holz bietet den Larven des Käfers Nahrung im Überfluss; er nutzt es daher zur Eiablage.


An den Rücken des Feuerkäfers hatten die Forscher eine Nadel geklebt. Das Insekt wurde dadurch im Flug fixiert, konnte sich aber beliebig nach links und rechts drehen und so seine Richtung wechseln.

© Helmut Schmitz / Universität Bonn

Doch wie findet Merimna zu einer frischen Brandfläche? Seit einiger Zeit weiß man, dass der Feuerkäfer über Wärmesensoren verfügt, mit denen er Infrarotstrahlung detektieren kann. Er „sieht“ also gewissermaßen Orte in seiner Umgebung, die besonders warm sind. Ursprünglich vermutete man, dass er diese Fähigkeit nutzt, um Waldbrände aufzuspüren.

„Allerdings sind die IR-Organe bei Merimna atrata vergleichsweise unempfindlich“, betont Dr. Helmut Schmitz. Schmitz ist Privatdozent am Institut für Zoologie der Universität Bonn; er erforscht seit fast zwei Jahrzehnten den Wärmesinn der schwarzen Insekten. „Das spricht eigentlich dagegen, dass der Käfer auf diese Weise Brände aus größerer Entfernung entdecken kann.“

Käfer mit Klebstoff fixiert

Zusammen mit seinen Mitarbeitern konnte Schmitz nun erstmals zeigen, dass diese Zweifel berechtigt sind. Die Wissenschaftler ersannen dazu ein trickreiches Experiment. Vereinfacht gesagt, klebten sie die Käfer mit dem Rücken an das Ende einer Nadel und hängten sie daran auf. Die Versuchstiere konnten so fliegen, ohne sich dabei fortzubewegen. „Was noch wichtiger war: Sie konnten in beliebige Richtungen navigieren, sich also nach rechts oder links drehen“, betont Schmitz.

Nun beleuchteten sie die Tiere von der Seite mit schwacher Infrarotstrahlung. Die Käfer wechselten daraufhin die Flugrichtung – allerdings nicht zur Quelle hin, sondern sie drehten stets ab.

„Die IR-Organe sitzen bei Merimna an beiden Seiten ihres Hinterleibs; dies ist übrigens einzigartig im Tierreich“, erklärt Schmitz. „Wenn wir sie mit Alufolie abklebten, reagierten die Tiere nicht mehr auf die Strahlung, sondern flogen immer geradeaus. Sobald wir die Folie entfernten, zeigten sie wieder ihr ursprüngliches Verhalten.“

Diese Beobachtung legt eine andere Nutzung der Wärmesensoren nahe: „Vermutlich helfen sie den Feuerkäfern, beim Anflug auf einen Eiablage-Platz – etwa einen frisch verbrannten Ast – noch heiße Stellen zu vermeiden; diese sind bei Tage für Mensch und Tier nämlich mit den Augen nicht erkennbar“, sagt Schmitz.

Wie die Tiere Waldbrände aufspüren, ist damit immer noch ungeklärt. Auch visuelle Reize scheinen dabei keine Rolle zu spielen, obwohl Merimna atrata über gute Augen verfügt. Die Forscher testeten diese These, indem sie den Käfern Dias großer Rauchwolken zeigten, die über einem Waldgebiet aufstiegen. Die Insekten zeigten sich davon aber völlig unbeeindruckt: Sie änderten ihre Flugrichtung nicht.

Der Nase nach

„Wir nehmen daher an, dass Merimna atrata sich anhand von Gerüchen orientiert, die bei den Bränden entstehen“, folgert Helmut Schmitz. Das ist auch aus einem weiteren Grunde sinnvoll: Gerüche können nämlich Aufschluss darüber geben, was genau da verbrennt. Aus der Hitzeentwicklung oder dem Aussehen der Rauchwolken lässt sich diese Information dagegen nicht entnehmen. Merimna ist ausgesprochen wählerisch: Er legt seine Eier nur in verbranntem Eukalyptusholz ab. Andere Bäume meidet er. Würde er sich auf seinen IR-Sinn verlassen, würde er riskieren, zu unpassenden Bränden gelockt zu werden.

Bei einem engen europäischen Verwandten, den Feuerkäfern der Gattung Melanophila, ist das übrigens ganz anders: Ihre Larven wachsen in den verschiedensten Bäumen heran. Bei ihnen würde sich ein Feuer-Sinn also durchaus lohnen sein. Tatsächlich verfügt auch Melanophila über Infrarotsensoren, die allerdings völlig anders aufgebaut sind. Sie können Wärmestrahlung vermutlich noch aus großen Entfernungen erspähen: Messungen und theoretischen Berechnungen zufolge sind sie mindestens 500mal empfindlicher als die von Merimna atrata.

Publikation: Marcel Hinz, Adrian Klein, Anke Schmitz und Helmut Schmitz: The impact of infrared radiation in flight control in the Australian “firebeetle” Merimna atrata; PLOS ONE; DOI: 10.1371/journal.pone.0192865

Kontakt:
PD Dr. Helmut Schmitz
Institut für Zoologie der Universität Bonn
Telefon: 0228/73 20 71
E-Mail: h.schmitz@uni-bonn.de

Dr. Andreas Archut | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Immunologie - Rachenmandeln als Test-Labor
27.02.2020 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Pestizide erhöhen Risiko für Tropenkrankheit Schistosomiasis / Belastete Gewässer fördern Zwischenwirt des Erregers
27.02.2020 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wiegende Halme auf der Handwerksmesse München

Talente-Sonderschau: Architekturstudenten der HTWK Leipzig zeigen filigrane Skulptur aus Strohhalmen – dahinter steckt eine Konstruktionsidee für organisch gekrümmte Fassaden

Swaying Straws (Wiegende Halme) heißt die Skulptur, die die zwei Architekturstudenten Fabian Eidner und Theodor Reinhardt von der Hochschule für Technik,...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten aktuellen Stand der Anwendung des Maschinenlernens bei Forschung an aktiven Materialien

Verfahren des Maschinenlernens haben durch die Verfügbarkeit von enormen Datenmengen in den vergangenen Jahren einen großen Zuwachs an Anwendungen in vielen Gebieten erfahren: vom Klassifizieren von Objekten, über die Analyse von Zeitreihen bis hin zur Kontrolle von Computerspielen und Fahrzeugen. In einem aktuellen Review in der Zeitschrift „Nature Machine Intelligence“ beleuchten Autoren der Universitäten Leipzig und Göteborg den aktuellen Stand der Anwendung und Anwendungsmöglichkeiten des Maschinenlernens im Bereich der Forschung an aktiven Materialien.

Als aktive Materialien bezeichnet man Systeme, die durch die Umwandlung von Energie angetrieben werden. Bestes Beispiel für aktive Materialien sind biologische...

Im Focus: Computersimulationen stellen bildlich dar, wie DNA erkannt wird, um Zellen in Stammzellen umzuwandeln

Forscher des Hubrecht-Instituts (KNAW - Niederlande) und des Max-Planck-Instituts in Münster haben entdeckt, wie ein essentielles Protein bei der Umwandlung von normalen adulten humanen Zellen in Stammzellen zur Aktivierung der genomischen DNA beiträgt. Ihre Ergebnisse werden im „Biophysical Journal“ veröffentlicht.

Die Identität einer Zelle wird dadurch bestimmt, ob die DNA zu einem beliebigen Zeitpunkt „gelesen“ oder „nicht gelesen“ wird. Die Signalisierung in der Zelle,...

Im Focus: Bayreuther Hochdruck-Forscher entdecken vielversprechendes Material für Informationstechnologien

Forscher der Universität Bayreuth haben ein ungewöhnliches Material entdeckt: Bei einer Abkühlung auf zwei Grad Celsius ändern sich seine Kristallstruktur und seine elektronischen Eigenschaften abrupt und signifikant. In diesem neuen Zustand lassen sich die Abstände zwischen Eisenatomen mithilfe von Lichtstrahlen gezielt verändern. Daraus ergeben sich hochinteressante Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Informationstechnologien. In der Zeitschrift „Angewandte Chemie – International Edition“ stellen die Wissenschaftler ihre Entdeckung vor. Die neuen Erkenntnisse sind aus einer engen Zusammenarbeit mit Partnereinrichtungen in Augsburg, Dresden, Hamburg und Moskau hervorgegangen.

Bei dem ungewöhnlichen Material handelt es sich um ein Eisenoxid mit der Zusammensetzung Fe₅O₆. In einem Hochdrucklabor des Bayerischen Geoinstituts (BGI),...

Im Focus: Von China an den Südpol: Mit vereinten Kräften dem Rätsel der Neutrinomassen auf der Spur

Studie von Mainzer Physikern zeigt: Experimente der nächsten Generation versprechen Antworten auf eine der aktuellsten Fragen der Neutrinophysik

Eine der spannendsten Herausforderungen der modernen Physik ist die Ordnung oder Hierarchie der Neutrinomassen. Eine aktuelle Studie, an der Physiker des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hate Speech bis KI: Online-Forscher_innen aus aller Welt treffen sich zur General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2020 | Veranstaltungen

CLIMATE2020 – Weltweite Online-Klimakonferenz vom 23. bis 30. März 2020

26.02.2020 | Veranstaltungen

Automatisierung im Dienst des Menschen

25.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Asteroid in eiserner Rüstung

28.02.2020 | Geowissenschaften

Hate Speech bis KI: Online-Forscher_innen aus aller Welt treffen sich zur General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

UV-Licht gegen störenden Unterwasserbewuchs – Innovatives Antifouling-System des IOW jetzt reif für Serienproduktion

28.02.2020 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics