Wie Insekten fliegen

Bis vor kurzem war der Insektenflug für Wissenschaftler ein Rätsel. Die geringe Größe der Insekten in Verbindung mit ihrer hohen Flügelschlagfrequenz machte es Wissenschaftlern nahezu unmöglich, die Flugmechanik zu beobachten. Die Erfindung des Hochgeschwindigkeitsfilms ermöglichte es Wissenschaftlern, Insekten im Flug aufzuzeichnen und ihre Bewegungen mit extrem langsamen Geschwindigkeiten zu beobachten. Diese Technologie erfasst den Vorgang in Millisekunden-Schnappschüssen mit einer Filmgeschwindigkeit von bis zu 22.000 Bildern pro Sekunde.

Was haben wir dank dieser neuen Technologie über das Fliegen von Insekten gelernt? Wir wissen jetzt, dass der Insektenflug einen von zwei möglichen Wirkmechanismen beinhaltet: einen direkten Flugmechanismus oder einen indirekten Flugmechanismus.

Insektenflug durch einen Direktflugmechanismus

Einige Insekten erreichen die Flucht durch direkte Muskelwirkung auf jedem Flügel. Ein Satz Flugmuskeln wird direkt in der Basis des Flügels und der andere Satz etwas außerhalb der Basis des Flügels befestigt. Wenn sich die ersten Flugmuskeln zusammenziehen, bewegt sich der Flügel nach oben. Der zweite Satz von Flugmuskeln erzeugt den Abwärtsschlag des Flügels. Die beiden Flugmuskelsätze arbeiten zusammen, wobei sich die Kontraktionen abwechseln, um die Flügel auf und ab, auf und ab zu bewegen. Im Allgemeinen verwenden primitivere Insekten wie Libellen und Kakerlaken diese direkte Aktion zum Fliegen.

Insektenflug durch einen indirekten Flugmechanismus

Fliegen ist bei den meisten Insekten etwas komplexer. Anstatt die Flügel direkt zu bewegen, verzerren die Flugmuskeln die Form des Brustkorbs, wodurch sich die Flügel bewegen. Wenn sich Muskeln an der Rückenfläche des Thorax zusammenziehen, ziehen sie am Tergum. Wenn sich das Tergum bewegt, werden die Flügelbasen nach unten gezogen und die Flügel heben sich ab. Ein weiterer Satz Muskeln, der horizontal von vorne nach hinten verläuft, zieht sich dann zusammen. Der Thorax ändert wieder seine Form, das Tergum steigt auf und die Flügel werden nach unten gezogen. Diese Flugmethode benötigt weniger Energie als der direkte Wirkmechanismus, da der Brustkorb durch die Elastizität in seine natürliche Form zurückkehrt, wenn sich die Muskeln entspannen.

Insektenflügelbewegung

Bei den meisten Insekten arbeiten die Vorder- und Hinterflügel zusammen. Während des Fluges bleiben der vordere und der hintere Flügel miteinander verriegelt und bewegen sich gleichzeitig auf und ab. Bei einigen Insektenbefehlen, insbesondere der Odonata, bewegen sich die Flügel während des Fluges unabhängig voneinander. Wenn sich der Vorwärtsdrall hebt, senkt sich der Hinterflügel.

Insektenflug erfordert mehr als eine einfache Auf- und Abbewegung der Flügel. Die Flügel bewegen sich auch vorwärts und rückwärts und drehen sich so, dass die Vorder- oder Hinterkante des Flügels nach oben oder unten geneigt ist. Diese komplexen Bewegungen helfen dem Insekt, Auftrieb zu erlangen, den Luftwiderstand zu verringern und akrobatische Manöver durchzuführen.