Sprunghafte Zehen - wissenschaft.de
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Sprunghafte Zehen

Flöhe stoßen sich bei ihren imposanten Sprüngen vor allem mit den Zehen ab, den auch Tarsen genannten vordersten Teilen ihrer Beine. Das haben zwei britische Forscher jetzt mit Hilfe von Filmaufnahmen und einem mathematischen Modell zeigen können. Der Rest des kompliziert aufgebauten Flohbeins dient dagegen vor allem dazu, die im Brustbereich gespeicherte Energie auf die Zehen zu übertragen. Zwar setzen die kleinen Blutsauger meist vor dem Sprung auch das knieartige Gelenk zwischen Hüfte und dem ersten Schenkelglied auf dem Boden auf. Nötig scheint das jedoch nicht zu sein, schließen Gregory Sutton und Malcolm Burrows aus ihrer Arbeit.

Flöhe können aus dem Stand bis zu 60 Zentimeter hoch springen. Die etwa zwei Millimeter großen Blutsauger vollbringen damit im Verhältnis zu ihrer Körpergröße eine wahre Spitzenleistung, für die die reine Kontraktionskraft ihrer Muskeln nicht ausreichen würde. In den 1960er-Jahren hatten Forscher bereits entdeckt, dass Flöhe in ihrem Brustbereich Polster aus Resilin besitzen – einem elastischen Protein, das vor dem Sprung wie ein Bogen gespannt wird und den Tieren ihre Weit- und Hochsprünge ermöglicht. Wie genau die so gespeicherte Energie dann beim Sprung jedoch auf die kompliziert aufgebauten Flohbeine übertragen wird, wurde in der Vergangenheit heftig diskutiert.

Um für Klarheit zu sorgen, bauten die Forscher in ihrem Labor eine Hochgeschwindigkeitskamera auf, um Flöhe beim Springen zu filmen. Dabei half ihnen der Umstand, dass die Insekten im Dunkeln ruhig verharren und nur bei Licht springen. Sie richteten deshalb die Kamera bei wenig Licht auf die Tiere, schalteten dann Lampen ein und begannen zu filmen. So gelangen ihnen Aufnahmen von 51 Sprüngen.

Bei der Analyse der Filme zeigte sich, dass die Flöhe bei der Mehrzahl der Sprünge mit dem Bereich zwischen Hüfte und Schenkel, auch Trochanter oder Schenkelring genannt, und dem Tarsus, dem zehenartigen vordersten Teil des Beines, den Untergrund berührten. Bei rund 10 Prozent der Sprünge nutzten sie dagegen nur die Zehen für den Absprung. Weitere Untersuchungen ergaben dann, dass die Tiere beim Absprung selbst dann noch beschleunigten, wenn der Schenkelring keinen Kontakt mehr mit dem Boden hatte.

Dazu kam, dass diejenigen Insekten, die sich nur mit den Zehen abstießen, genau die gleiche Beschleunigung erreichten wie ihre Artgenossen, die Zehen und Schenkelring benutzten. Außerdem zeigte sich unter dem Elektronenmikroskop, dass die Zehen mit kleinen Krallen versehen sind, während die Oberfläche des Schenkelrings glatt ist und deshalb keinen besonders guten Halt beim Absprung geben kann. Aus all diesen Indizien und mit einem zusätzlichen mathematischen Modell leiteten Sutton und Burrows schließlich ihre Schlussfolgerung ab: Ausgehend vom Brustkorb der Flöhe – an dem ihre Beine sozusagen festgemacht sind – wird über eine Art Hebelwirkung die Kraft über die verschieden Segmente ihrer Beine bis hin zu den Zehen übertragen. Dass beim Absprung die Schenkelringe den Boden berühren, hat laut den Ergebnissen dagegen keine Auswirkungen auf den Sprung.

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Gregory Sutton und Malcolm Burrows: Journal of Experimental Biology, Bd. 214, S. 836 dapd/wissenschaft.de – Hans Groth
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