Sie sind nur weniger Millimeter groß und ernähren sich von organischer Substanz im Boden: Bei den Kugelspringern (Symphypleona) handelt es sich um eine artenreiche Gruppe aus der Familie der Springschwänze (Collembola). Diesen Namen haben diese Gliederfüßer ihrer Fähigkeit zu verdanken, sich mithilfe einer Sprunggabel schlagartig in die Luft befördern zu können. Werden sie etwa beim Umdrehen von Steinen und Blättern oder durch Räuber aufgescheucht, bringen sie sich auf diese Weise in Sicherheit. Dieses Verhalten und die körperlichen Merkmale der Winzlinge sind lange bekannt – doch die genauen Sprungabläufe wurden bisher wenig untersucht. Vor allem gilt dies im Fall der Kugelspringer, die sich von anderen Collembolen durch ihre rundliche Körperform unterscheiden.
Extreme Zeitlupe nötig
Diese Forschungslücke haben Adrian Smith von der North Carolina State University und seine Kollegen nun geschlossen. „Wenn diese Wesen springen, hüpfen sie nicht nur auf und ab, sondern sausen geradezu durch die Luft. Wir wollten nun genauer klären, wie sie das machen“, sagt Smith. Die Untersuchungen führte das Team an der auch in Europa verbreitete Kugelspringer-Art Dicyrtomina minuta durch, die unter anderem in Gärten zu finden ist. So konnte Smith die Versuchstiere auch in seinem häuslichen Umfeld „rekrutieren“: Er stöberte die nur rund einen Millimeter großen Tierchen im Laubstreu auf und brachte sie anschließend ins Labor.
Um ihr Sprungverhalten zu untersuchen, war spezielle Technik nötig: „Wenn man versucht, den Sprung mit einer normalen Kamera zu filmen, erscheint der Springschwanz nur in einem Bild und ist dann verschwunden“, sagt Smith. Deshalb nahmen die Forschenden die Winzlinge mit Hochgeschwindigkeitskameras ins Visier, die 40.000 Bilder pro Sekunde aufnehmen können. Zum Sprung veranlassten sie die winzigen Probanden durch Lichtreize oder durch leichtes Anstupsen mit einem Pinsel. Anschließend werteten sie die Videoaufnahmen aus, um zu erfassen, wie die Kugelspringer abhoben, sich durch die Luft bewegten und schließlich landeten.
So zeigte sich: Wie bei Springschwänzen üblich, katapultiert ein spezielles Organ namens Furca die Tierchen in die Luft. Es handelt sich um ein Anhängsel, das sich unter ihrem Bauch befindet und an seiner Spitze eine gegabelte Struktur aufweist. Für den Sprung bauen die Springschwänze durch einen speziellen Mechanismus im Körper Spannung auf, die dann schlagartig die Furca in Bewegung versetzten kann: Sie schnappt nach unten und katapultiert das Tier in die Luft. Bei den Kugelspringern führt dies zu einer rückwärtigen Drehbewegung: Dicyrtomina minuta saust mit rasanten Saltos in die Luft, zeigten die Videoaufnahmen.
