Tauchen, ohne nass zu werden

Am Mono Lake - einem der ältesten Seen der USA - leben Millionen kleiner schwarzer Fliegen. Ohne nass zu werden, tauchen sie unter Wasser, um sich von Algen zu ernähren und Eier zu legen. Wie das funktioniert, haben Forscher nun geklärt.

„Du kannst sie unter Wasser halten, solange du magst - es ist ihnen egal ... Wenn du sie wieder auslässt, tauchen sie wieder auf - so trocken wie ein Bericht aus dem Patentamt …“, schreibt Mark Twain vor über 150 Jahren in seinem Erinnerungsbuch „Roughing It“ (dt.: „Durch dick und dünn“). Bei den Lebewesen, die der US-amerikanische Autor hier beschreibt, handelt es sich um Alkali-Fliegen (Ephydra hians), die am Mono Lake, östlich des Yosemite-Nationalparks, leben.

Mono Lake
Floris van Breugel
Mono Lake

Er hat den See, den er auch als den „einsamsten Platz auf der Erde“ bezeichnet, in den 1860er Jahren besucht. Der Lebensraum ist tatsächlich recht unwirtlich - das Wasser des in 2.000 Meter Seehöhe gelegenen Natronsees ohne Abfluss ist 2,5-mal salziger und 80-mal alkalischer als das Meer. Das Wasser fühlt sich dadurch eher glitschig und ölig an. Rund um den See sind säulenförmige Gebilde aus Kalkstein entstanden.

Perfekt angepasst

„Der Mono Lake besitzt ein sehr empfindliches und einzigartiges Ökosystem“, erklärt Floris van der Breugel von der University of Washington, der nun gemeinsam mit Kollegen die Lebensweise der Alkali-Fliegen untersucht hat. Die maximal sieben Millimeter großen Tiere seien nicht nur wegen ihres ungewöhnlichen Verhaltens interessant, sondern wegen der wichtigen Rolle, die sie in diesem Ökosystem und als Teil der Nahrungskette spielen. Von den fliegenden Insekten ernähren sich Spinnen und zahlreiche Vögel.

Die Fliegen selbst haben sich perfekt auf das spärliche Nahrungsangebot des Sees eingestellt. Ihre Lebensgrundlage sind Algen - neben Bakterien die einzige Lebensform, die sich dauerhaft in dem mineralischen Gewässer aufhält. Die Insekten müssen allerdings eine entscheidende Hürde überwinden, um an das begehrte Futter zu gelangen, nämlich den See. Allein die Oberfläche des Wassers ist durch die Spannung für ein so winziges Lebewesen kaum zu durchdringen. Außerdem sollte die Fliege - um das Manöver auch zu überleben - trocken bleiben. Alle Insekten sind bis zu einem gewissen Grad wasserabweisend, damit ihnen Regen und Feuchtigkeit nichts anhaben können. Kurze borstige Haar, die mit einer Wachsschicht überzogen sind, halten sie mehr oder weniger trocken.

Forscher-Video zur Alkali-Fliege

Durch seine spezielle chemische Zusammensetzung ist der Mono Lake aber besonders gut darin, diesen haarigen Schutz knacken - das Wasser ist für Insekten also „besonders nass“, wie die Studienautoren ausführen. Die Alkali-Fliege schafft es trotzdem, bis zu 15 Minuten unter Wasser zu bleiben, in vier bis acht Meter Tiefe zu tauchen und dabei völlig trocken zu bleiben.

Besonderes Haar, besonderes Wachs

Wie ihr das gelingt, haben die Forscher nun mit Zeitraffer-Videos untersucht, für die sie die Tiere in Flüssigkeiten mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung setzen. Es zeigte sich, dass sich um die Fliege eine Art Luftblase bildet, sobald sie in Seewasser taucht. Die Blase verdankt sie ihrer extrem wasserabweisenden Behaarung.

Die Alkali-Fliege ist laut den Forschern viel haariger als durchschnittliche Fliegen und die Wachse können das mineralische Wasser besonders gut fernhalten. Außerdem haben die Insekten Krallen an den Beinen - deswegen können sie sich unter Wasser an den Steine festhalten, damit der Auftrieb die Luftblase nicht wieder nach oben bringt. Die Luftblase umschließt fast den ganzen Körper. Nur die Augen sind ausgenommen - so sehen die Fliegen besser.

Alkali-Fliege in Luftblase
PNAS
Fliege in Luftblase

Ein Vergleich mit anderen mehr oder weniger nah verwandten Fliegenarten zeigte zudem, dass keine in einem Gewässer wie dem Mono Lake trocken bleiben würde. Bei den Alkali-Fliegen dürften die Wachse die entscheidende Rolle spielen. Denn nachdem die Forscher einige Versuchstiere mit einem Lösungsmittel gewaschen hatten, verloren sie ihre Tauchfähigkeiten.

Die Fliegen legen übrigens auch ihre Eier im See ab. Ihre erste Lebensphase verbringen die Tiere als Larven im See, die sich später verpuppen. Aus den Puppen wiederum schlüpft später die nächste Fliegengeneration, die an die Oberfläche treibt und dort drei bis fünf Tage lang lebt.

Eva Obermüller, science.ORF.at

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