Akustischer Tarnmantel aus Schuppen - wissenschaft.de
Anzeige
Anzeige

Astronomie+Physik

Akustischer Tarnmantel aus Schuppen

Der Nachtfalter (Image courtesy of Thomas R. Neil.)

Bloß nicht auffallen! Viele Tiere versuchen durch Tarnverfahren den hungrigen Blicken ihrer Feinde zu entgehen. Für Nachtfalter macht diese Strategie keinen Sinn, könnte man meinen, denn Fledermäuse erkennen die Insekten akustisch – durch ihr Echo-Ortungssystem. Doch nun konnten Forscher zeigen: Die Flügelschuppen einiger Nachtfalter absorbieren auf raffinierte Weise Ultraschalllaute, so dass sie die Insekten in einen akustischen Tarnmantel hüllen. Dieses Naturpatent könnte auch für die Entwicklung von technischen Schallabsorbern interessant sein, sagen die Wissenschaftler.

In der Finsternis sind Beutetiere nicht erkennbar – sie lassen sich aber hörbar machen: Fledermäuse haben sich auf diese Weise die Insekten der Nacht zur Nahrunsquelle gemacht. Statt auf ihre Augen verlassen sie sich zur Orientierung und bei der Jagd in der Dunkelheit auf ihr raffiniertes Biosonar: Sie stoßen hochfrequente Schreie aus, die vom Körper der Insekten reflektiert werden. Durch die feinen Echos können die Fledermäuse die Beutetiere dann detektieren und schließlich sogar aus der Luft schnappen.

Doch Nachtfalter sind dabei durchaus keine hilflosen Opfer: Wie bei anderen Räuber-Beute-Verhältnissen im Tierreich hat sich im Lauf der Evolution auch bei dieser besonderen Version ein strategisches Wettrüsten entwickelt. Es ist beispielsweise bekannt, dass einige Nachtfalter ein feines Gehör sowie spezielle Flugkünste entwickelt haben: Sie reagieren auf die Laute der Fledermäuse durch clevere Ausweichmanöver. Daneben gibt es auch giftige Arten, die den Fledermäusen durch feine Laute sogar gezielt kundtun: Friss mich besser nicht! Viele andere Nachtfalter scheinen allerdings keine dieser Strategien zu nutzen. Doch wie die aktuelle Studie nun zeigt, sind offenbar auch diese Arten keine hilflosen Opfer der Jäger der Nacht.

Flügelschuppen unter der Lupe

Im Fokus der Forscher um Zhiyuan Shena von der University of Bristol standen die akustischen Eigenschaften der winzigen Schuppen, mit denen die Flügel der Tag- und auch der Nachtfalter übersät sind. Diese winzigen Einheiten sind für die Farben vieler Arten verantwortlich: Raffinierte optische Merkmale lassen sie in erstaunlicher Pracht erstrahlen. Damit vermitteln die Insekten im Licht optische Botschaften und sorgen für Schreck-Effekte: Sogenannte Augenflecken sehen für Feinde aus wie ein starrendes Paar Augen.

Anzeige

Auch einige Nachtfalter nutzen optische Effekte, um sich während des Tages an ihren Ruheplätzen zu schützen. Die teils bizarren Merkmale ihrer Flügelschuppen ließen allerdings bereits vermuten, dass diese Gebilde weitere Funktionen erfüllen. Im Rahmen ihrer Studie haben die Forscher nun die Schuppenstrukturen des großen afrikanischen Nachtfalters Bunaea alcinoe genau unter die Lupe genommen.

Flügelschuppe eines Nachtfalters der Art Bunaea alcinoe. (Image courtesy of Marc W. Holderied and Zhiyuan Shen.)

Zunächst analysierten sie durch konfokale und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen die 3D-Nanostruktur der bizarr geformten Schuppen des Falters. So konnten sie bis ins Detail die komplexe Struktur erfassen. Die Schuppe besteht demnach aus zwei unterschiedlichen Schichten, die durch spezielle Verbindungseinheiten verknüpft sind. Auf der Grundlage ihrer Analysedaten entwickelten die Forscher anschließend Computermodelle der Schuppen. Sie ermöglichten Rückschlüsse auf das akustische Verhalten dieser Gebilde, erklären die Wissenschaftler.

Im Einklang mit den Fledermausrufen

Die Analyse des Schwingungsverhaltens der Schuppen ergab: Sie geraten bei Frequenzen von 28,4, 65,2 und 153,1 Kilohertz in Resonanz. Wie die Forscher erklären, deckt sich dies in einschlägiger Weise mit dem Frequenzbereich des Biosonars der Fledermäuse. Letztlich werden die Ultraschallaute der nächtlichen Jäger dadurch geschluckt: Der Nachtfalter reflektiert sie schlecht und kann somit kaum durch das Ortungssystem der Fledermäuse erfasst werden – es entsteht ein akustischer Tarneffekt für das Insekt. Die Schuppen von Tagfaltern besitzen diese akustischen Eigenschaften hingegen nicht, zeigten Vergleichsuntersuchungen. Die Forscher sind sich deshalb sicher: Einige Nachtfalter tarnen sich akustisch.

Wie sie betonen, sind diese Ergebnisse nun nicht nur aus biologischer Sicht interessant. Denn erneut könnte die Natur Pate für menschliche Technik stehen: „Weitere Einblicke in die akustischen Merkmale der Nachtfalter-Schuppen könnten zur Entwicklung biologisch inspirierter Schallabsorber für eine Reihe von Anwendungen führen“, schreiben Shena und seine Kollegen.

Quelle: PNAS, doi: 10.1073/pnas.1810025115

Anzeige

bild der wissenschaft | Aktuelles Heft

Liken und keine News mehr verpassen!

Anzeige

Wissenschaftslexikon

ag|rar…, Ag|rar…  〈in Zus.〉 landwirtschaftlich, landwirtschafts…, Landwirtschafts…, z. B. agrarwissenschaftlich, Agrarbereich [<lat. agrarius ... mehr

chro|no|trop  〈[kro–] Adj.; Med.〉 die Schlagfrequenz des Herzens beeinflussend ● ~ wirkende Medikamente [<Chrono… ... mehr

zy|to|gen  〈Adj.; Biol.〉 von einer Zelle gebildet [<nlat. cytus ... mehr

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige