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Montag, 20.11.2017
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Mücken überleben den Zusammenstoß mit Regentropfen

Ihr geringes Gewicht schützt die Stechinsekten vor der Wucht der Kollision

Stechmücken brauchen den Regen nicht zu fürchten: Sie überleben selbst dann, wenn sie von einem Tropfen getroffen werden, der 50 Mal so schwer ist wie sie selbst. Das haben US-amerikanische Forscher in einem Experiment herausgefunden. Traf ein fallender Wassertropfen eine Mücke im Flug, wurde sie ein Stück weit in die Tiefe gerissen. Dann aber löste sich das Insekt von dem Tropfen und landete unverletzt an der Wand der Flugarena. Das Überlebensgeheimnis der Mücke sei dabei ihre geringe Masse: "Sie ist so leichtgewichtig, dass bei der Kollision kaum Kraft übertragen wird", erklären die Forscher im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences". Während ein schwereres Objekt oder eine feste Oberfläche die volle Energie der Kollision aufnimmt, setzt das fliegende Leichtgewicht dem Aufprall keinen Widerstand entgegen. Dadurch schadet er ihr auch nicht.
Aufprall eines Wassertropfens auf Stechmücke und Aufbau der Testkammer

Aufprall eines Wassertropfens auf Stechmücke und Aufbau der Testkammer

Moskitos leben meist in Gebieten mit hoher Feuchtigkeit und viel Regen, wie Andrew Dickerson und seine Kollegen vom Georgia Institute of Technology in Atlanta erklären. Entsprechend häufig seien sie in der Gefahr, einen Tropfen abzubekommen. Regentropfen und Mücke seien zwar ungefähr gleich groß, aber der Tropfen habe eine bis zu 50 Mal größere Masse. "Das Massenverhältnis entspricht dem eines Menschen, der mit einem Bus kollidiert", schreiben die Forscher. Dieses Vergleichs-Szenario lege nahe, dass auch die Stechmücke den Zusammenstoß mit einem Regentropfen nicht überleben könne. Das Experiment demonstriere aber, dass dies sehr wohl der Fall sei.

Beschleunigung hundertfach stärker als beim Raketenstart


"Bei der Kollision mit der Mücke bleibt der Tropfen intakt und verliert kaum an Geschwindigkeit", berichten die Wissenschaftler. Das zeige, dass er beim Zusammenstoß nur einen sehr kleinen Teil seiner Energie an die Mücke übertrage. In den Versuchen wurde das Insekt vom fallenden Tropfen zwischen fünf bis 20 Körperlängen weit nach unten mitgerissen. Die plötzliche Beschleunigung vom waagerechten Flug in den Fall sei dabei extrem hoch: "Insekten, die vom Regen getroffen werden, erreichen mit 100 bis 300 g die höchsten Beschleunigungen im Tierreich", berichten die Forscher. Als g-Kraft bezeichnen Wissenschaftler die Belastung, die ein Körper bei einer plötzlichen Beschleunigung erfährt. Zum Vergleich: Astronauten sind in einer startenden Raumkapsel nur etwa drei bis sechs g ausgesetzt.

Fliegt eine Mücke zu dicht am Boden, wenn sie getroffen wird, wird ihr diese Beschleunigung zum Verhängnis. Denn dann reicht ihr die Zeit nicht aus, um sich vom Tropfen lösen und seitlich davonzufliegen. "Sie schlägt dann mit der ungebremsten Geschwindigkeit des Tropfens auf dem Boden oder in einer Pfütze auf", erklären die Forscher. Das überlebe sie trotz ihres stabilen Chitinpanzers meist nicht.


Für ihre Versuche konstruierten die Forscher eine fünf Zentimeter breite und 20 Zentimeter hohe Flugarena aus Plexiglas. An der Oberseite hinderte ein feines Moskitonetz die Versuchsmücken am Entweichen. Stechmücken der Gattung Anopheles wurden in die Arena gesetzt und von oben mit Wassertropfen oder einem feinen Wasserstrahl beregnet. Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera zeichneten die Wissenschaftler die Bewegungen von Tropfen und Mücke auf. Ergänzende Versuche mit einem Mückenmodell aus Styropor ermöglichten es den Forschern, die Kollision und die dabei übertragenen Kräfte noch gezielter zu beobachten. (doi: 10.1073/pnas.1205446109)
(Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , 05.06.2012 - NPO)
 
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