Wie schnell Insekten fliegen können, hängt normalerweise von ihrer Größe ab: Je größer sie sind, desto schneller können sie auch fliegen. Das liegt am Luftwiderstand, der bei Bewegungen schnell einmal die Muskelkraft der kleinen Tiere übersteigt.
Manche Insekten scheinen diese Regel allerdings brechen zu können: Der Zwergkäfer Paratuposa placentis ist zwar nur knapp 400 Mikrometer lang, trotzdem kann er so schnell fliegen wie andere Insekten, die dreimal so groß sind. Bezogen auf die Körpergröße kann er sogar so schnell beschleunigen, wie kein anderes fliegendes Tier – für Wissenschaftler bisher ein Rätsel.
Ein internationales Forscherteam rund um rund um Sergey Farisenkov von der Lomonosov Universität in Moskau hat das Geheimnis der superschnellen Käfer nun gelüftet. Für die Untersuchung fuhren die Forscher in vietnamesische Wälder, wo die mikroskopisch kleinen Paratuposa Placentis Käfer der Federflügel-Familie (Ptiliidae) auf Pilzen leben. Im Labor filmten sie anschließend die Bewegungen der fliegenden Tierchen in einer durchsichtigen Röhre mit speziellen Zeitlupen-Kameras. Die daraus entstandenen 3D-Modelle wurden dann mittels Computeralgorithmen animiert, sodass der Mechanismus hinter dem Flugverhalten sichtbar wurde.
In der Luft schwimmen
Der Vorteil des Käfers dürfte demnach auf seiner winzigen Größe und der Flügelstruktur beruhen. Die Luft verhält sich laut den Forschern in so kleinen Größenordnungen bereits anders als bei größeren Tieren, sodass der Käfer förmlich durch die Luft schwimmt. Mit seiner borstenartigen Flügelstruktur kann er im Gegensatz zu anderen fliegenden Insekten Kraft sparen. Zusätzlich dazu sind die Flügel leichter.
Auch der Flugstil des Käfers ist einzigartig: Er bewegt die Flügel in ruderartigen Mustern, um so einen starken Auftrieb zu erzeugen. Beim Neuen Schwung-Holen fallen die Flügel allerdings kurz in sich zusammen, sodass die Kraft, die nach unten wirkt, verringert wird. Der Käfer kann dadurch extrem schnell beschleunigen.
Das Forscherteam plant nun mit den gleichen Methoden auch die Flugeigenschaften anderer winziger Tierchen zu untersuchen. Einerseits um die Rolle der Käfer im Ökosystem besser bestimmen zu können und andererseits zur technischen Grundlagenforschung. Denn ähnliche Prinzipien des Flügelschlagens werden derzeit bereits bei unbemannten Minidrohnen getestet.