Schmetterlingsflügel haben ein „Herz“
„Die Forschung hat sich bisher darauf konzentriert, die Farben der Flügel als Signale zu betrachten, mit denen Schmetterlingen kommunizieren“, sagt die Biologin und Studienautorin Naomi Pierce von der Harvard University. „Unsere Arbeit zeigt, dass man die Flügel nicht als passive Membran betrachten soll, sondern als dynamische und lebendige Strukturen, die auch für die Regulierung der Temperatur eine wichtige Rolle spielen.“
Nanfang Yu and Cheng-Chia Tsai/Columbia Engineering
Infrarot-Aufnahmen der Schmetterlinge: Helle Stellen zeigen Strahlungskühlung
Pierce und Kolleginnen haben die Thermodynamik von Schmetterlingsflügeln nach eigenen Angaben erstmals genau untersucht. Dazu entwickelten sie eine Methode, mit der man die Temperaturunterschiede auf der Flügeloberfläche genau messen und vergleichen kann. Im Labor simulierten die Forscherinnen natürliche Bedingungen von Wärme und Kälte und beobachteten die Reaktion der Schmetterlinge. Ergebnis: Die lebendigen, mit Blut versorgten Stellen sind immer kühler als das leblose Restgewebe der Flügel. Verantwortlich dafür sind wärmeableitende Nanostrukturen, die nach Angaben der Forscherinnen auch Vorbild sein könnten für eine spezielle strahlungsabweisende „Kühlkleidung“.
Video der Forscherinnen:
„Die Flügel von Schmetterlingen sind im Grunde Platten, mit denen sie schnell die Stärke und Richtung von Sonnenlicht wahrnehmen können, ohne Hilfe ihrer Augen“, sagt Studienmitautor Nanfang Yu von der Columbia University. Die Sonne als Hauptwärmequelle birgt auch die Gefahr von Überhitzung beim Flattern. Um diese zu verhindern können die Tiere wilde Haken schlagen – auch das zeigte sich bei den Experimenten im Labor. Quer über die untersuchten Arten lösten Temperaturen von rund 40 Grad Ausweichmanöver vor direkter Lichtbestrahlung aus.
Die Flügel sind laut den Forscherinnen gepickt mit Wärmesensoren – zwei Schmetterlingsarten haben sogar eine Art „Flügelherz“, das mehrere Dutzend Male pro Minute Blut und Hämolymphe durch die Gefäße pumpt und damit zur Wärmeregulation beiträgt.
science.ORF.at