Coole Fliegen

São Carlos / Rio Claro (Brasilien) - Der Mensch schwitzt, um den erhitzten Körper zu kühlen. Schmeißfliegen haben zu diesem Zweck eine andere, ungewöhnliche Methode entwickelt, die aber auf demselben physikalischen Prinzip beruht: Sie lassen einen großen Speicheltropfen aus dem Mund hängen, der sich abkühlt, da ein Teil davon verdunstet. Indem sie dann den Tropfen wieder aufnehmen, senken sie die Temperatur im vorderen Teil des Körpers, wie brasilianische Forscher im Fachblatt „Scientific Reports“ berichten. Die Methode funktioniert allerdings nur, wenn die Luftfeuchtigkeit nicht zu hoch ist. Einen merklichen Kühleffekt können auf diese Weise nur kleine Tiere erreichen, weil dazu ein im Vergleich zur Körpergröße sehr großer Speicheltropfen erzeugt werden muss.

„Die große Energie, die nötig ist, um Wasser zu verdampfen, bietet Lebewesen hocheffektive Möglichkeiten, ihre Körpertemperatur zu senken“, schreiben die Forscher um Guilherme Gomes von der University of São Paulo und Denis Vieira de Andrade von der São Paulo State University. So verdunstet beim Schwitzen Wasser von der feuchten Körperoberfläche und kühlt dadurch die durchblutete Haut. Und durch Hecheln geben Hunde und andere Tiere überschüssige Wärme ab, indem sie die Wasserverdunstung auf den Schleimhäuten der oberen Atemwege verstärken. Das Chitinaußenskelett der Insekten dagegen erschwert ein effektives Schwitzen. Auch ihr der Atmung dienendes Tracheensystem eignet sich weniger zur Kühlung.

Mit Hilfe von Infrarotaufnahmen ist es den Forschern jetzt gelungen, die spezielle Kühltechnik bei einem Insekt, der Schmeißfliege Chrysomya megacephala, nachzuweisen. Es war bereits bekannt, dass die Fliegen zeitweise einen Speicheltropfen absondern, aus dem Mund hängen lassen und dann wieder aufnehmen – und das Ganze bis zu sechsmal wiederholen. Doch für die meisten stand dieser Vorgang im Zusammenhang mit dem Verdauungsprozess. Temperaturmessungen durch die Infrarotaufnahmen zeigten nun, dass ein am „Leckrüssel“ hängender Tropfen innerhalb von 15 Sekunden bis zu acht Grad unter die Umgebungstemperatur abkühlen kann. Nach dem ersten Einsaugen des Tropfens sinkt die Temperatur in der Kopfregion um etwa ein Grad. Wird der Vorgang wiederholt, verringert sich dort die Temperatur sogar um drei Grad, im Brustbereich noch um 1,6 Grad. Besonders wichtig könnte dabei die Kühlung des Fliegenhirns sein, vermuten die Wissenschaftler.

Im Bereich von 25 bis 30 Grad Celsius praktizierten die Fliegen dieses Verhalten umso häufiger, je höher die Lufttemperatur war. Bei Temperaturen über 30 Grad stellten die Fliegen ihre Flugaktivität ein. Ihre Flugmuskulatur produzierte also keine Wärme mehr, so dass eine Abkühlung nicht mehr erforderlich war. Unter 25 Grad wurden keine Speicheltropfen gebildet, weil keine Gefahr von Überhitzung bestand. Mit steigender Luftfeuchtigkeit sank die Wirksamkeit der Wärmeregulation durch Wasserverdunstung. Bei sehr hohen Werten spuckten die Fliegen die Speicheltropfen sogar aus. Auch andere Insekten wie Hummeln, Schwärmer und Stechmücken, die Speicheltropfen bilden, könnten ihre Körpertemperatur so wie die Schmeißfliegen regulieren. Doch das müsste durch Messungen noch überprüft werden.
(Video: https://youtu.be/6gZ7voodxm0)