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Samstag, 22.07.2017
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Beinpaddel katapultieren Grabschrecke aus dem Wasser

Südafrikanische Heuschreckenart bringt sich mit einzigartigem Mechanismus in Sicherheit

Genial konstruierte Hinterbeine helfen einer südafrikanischen Heuschrecke bei rettenden Sprung: Dank ausklappbarer Paddel kann sich das Insekt aus dem Wasser zurück ans sichere Land katapultieren. Das haben britische Forscher herausgefunden, als sie die nur fünf Millimeter kleinen Kap-Grabschrecken (Xya capensis) mittels Mikroskop und Hochgeschwindigkeitsaufnahmen genauer untersuchten. Die besondere Konstruktion ihrer Hinterbeine und eine Art Sprungfeder in ihren Gelenken ermögliche es der Grabschrecke, unter Wasser großen Schub und eine Beschleunigung von bis zu 180 g zu erzeugen. Dadurch könne sie Wasseroberfläche durchbrechen und sich in bis zu zehn Zentimeter Höhe katapultieren. Ihre dabei eingesetzte Strategie unterscheide sich von der aller anderen Tiere, die über das Wasser laufen oder springen, berichten die Forscher im Fachmagazin "Current Biology".
Grabschrecke in Nahaufnahme

Grabschrecke in Nahaufnahme

Die Grabschrecke Xya capensis lebt in selbstgebauten Höhlen an den Uferböschungen von Gewässern. Weil sie zwar schnell, aber nicht besonders gezielt springt, kommt es häufig vor, dass sie dabei aus Versehen im Wasser landet. "Für kleine Insekten kann Wasser jedoch zu einer tödlichen, klebrigen Falle werden: Es hält sie fest und liefert sie damit Fischen als willkommene Mahlzeit aus", erklärt Erstautor Malcolm Burrows von der University of Cambridge. Um zurück zu ihrer sicheren Höhle an Land zu gelangen, müsse die Grabschrecke diese "Klebrigkeit" des Wassers überwinden. Dies gelinge ihr, indem sie genau diesen hohen Widerstand ausnutze um sich abzustoßen.

Entdeckung in der Mittagspause


Entdeckt hat Burrows die eigenwilligen Sprungkünste der Grabschrecken eher durch Zufall: Als er bei einem Aufenthalt an der Universität von Kapstadt Mittagspause in der Nähe eines Tümpels machte, hörte er aus Richtung des Wassers seltsame Geräusche. Bei näherer Betrachtung stammten sie von einigen Insekten - Grabschrecken, die sich vom Wasser aus zurück auf das Land katapultierten. Neugierig geworden, habe er dann einige Exemplare eingesammelt und später im Labor genauer untersucht. Gemeinsam mit seinem Kollegen Gregory Sutton filmte Burrows die Tiere mit einer Hochgeschwindigkeitskamera im Sprung und analysierte den Bau und die Funktion ihrer für den Sprung eingesetzten Hinterbeine.

Bei der Auswertung der Aufnahmen zeigte sich, dass die Grabschrecken an den Unterschenkeln ihrer Hinterbeine seitlich und in der Mitte jeweils mehrere ausklappbare, Paddeln ähnliche Fortsätze besitzt. Zusätzlich trägt sie an den Enden ihrer Schienbeine zwei Paare von langen beweglichen Spornen. "Alle Paddel und Sporne haben konkave Innenseiten - wie Ruderblätter", erklären Burrows und Sutton.


Elastische Sprungfedern aus Protein


Die Paddel seien normalerweise flach angelegt, aber wenn das Bein unter Wasser gestreckt werde, klappen sie sich aus. Ein besonders elastisches Protein an den Ansatzstellen der Anhänge, das Resilin, wirke dabei wie eine Sprungfeder und schnelle die Paddel nach außen, berichten die Forscher. Zusammen mit der Kraft der Beinmuskeln stößt die Grabschrecke das umgebende Wasser so explosionsartig von sich und katapultiert sich damit nach oben Richtung Wasseroberfläche.

Dieser Mechanismus sei ein weiteres Beispiel für die erstaunlichen Anpassungen der Tierwelt, konstatieren die Forscher. Die Grabschrecke benötige ihre Hinterbeine sowohl zum Graben als auch zum Springen an Land und im Wasser. "Das Insekt hat das Problem dieser Mehrfachnutzung gelöst, indem sie einen multifunktionalen Mechanismus entwickelt hat, der sie sowohl auf dem Land als auch im Wasser vorwärts bringen kann", sagt Burrows (doi:10.1016/j.cub.2012.10.045).
(Current Biology, 04.12.2012 - NPO)
 
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