Haie: Biegsame Schuppen machen wendiger

Besonders geformte, flexible Schuppen an den richtigen Körperstellen wirken dem physikalischen Phänomen der Grenzschichtablösung entgegen
Der Kurzflossen-Mako zählt zu den schnellsten Fischarten
Der Kurzflossen-Mako zählt zu den schnellsten Fischarten
© P. Motta, University South Florida
Long Beach (USA) - Das Geniale steckt mitunter im Detail - auch bei Haien: Winzige, aber flexible Schuppen der oberflächlich glatt wirkenden Haut helfen ihnen offenbar, zu besonders wendigen und geschickten Jägern zu werden, haben amerikanische Forscher bei den Raubfischen entdeckt. Dadurch, dass manche Schuppen sich in Richtung Haut verjüngen, sind sie besonders biegsam. Auf diese Weise kontrollieren die Schuppen die so genannte Grenzschichtablösung des Wassers rund um den Körper der Haie, berichteten die Wissenschaftler auf dem Jahrestreffen der American Physical Society's Division of Fluid Dynamics in Long Beach. Damit wirken sie ungünstigen Strömungsverhältnissen entgegen und ermöglichen zum Beispiel Richtungswechsel bei voller Geschwindigkeit.

"Wenn man in der Natur Oberflächen von Tieren betrachtet, wird man sehen, dass diese nicht glatt sind", erklärte Amy Lang von der University of Alabama. "Sie haben Muster. Warum? Eine verbreitete Anwendung von Oberflächenstrukturierung ist es, Strömungen zu kontrollieren - man denke nur an die Grübchen eines Golfballs, die dem Ball helfen, weiter zu fliegen. Wir vermuten, dass Schuppen bei schnell schwimmenden Haien einen ähnlichen Zweck zur Kontrolle der Grenzschichtablösung erfüllen." Der Effekt der Grenzschichtablösung kann in Systemen auftreten, in denen Strömungen eine zentrale Rolle spielen - etwa in der Luft zum Beispiel an den Tragflächen von Flugzeugen, aber auch unter Wasser. Im Strömungssystem bilden sich Ablöseblasen, wodurch Wirbel entstehen, welche Geschwindigkeit und Stabilität beeinträchtigen.

In experimentellen Messungen und mithilfe von Modellen der Haischuppen beobachteten Lang und Kollegen: Die Basis der Schuppen eines Kurzflossen-Makos sind nicht so breit wie deren Spitzen. Diese konische Form erlaubt es den Schuppen, leicht um Winkel von 60 Grad und mehr verbogen werden zu können. Diese besonders biegsamen Schuppen haben die Haie nur an Körperstellen, die besonders anfällig für den Effekt der Grenzschichtablösung sind - zum Beispiel an der Seite hinter den Kiemen. Dass sich die winzigen Zähnchen so flexibel sträuben können, erlaubt den Raubfischen, die Grenzschichtablösung unter Kontrolle zu halten. Die Forscher können sich vorstellen, dass ihre Entdeckung technische Anwendung in sämtlichen Bereichen finden kann, in denen das Phänomen der Grenzschichtablösung auftritt, beispielsweise bei Flugzeugen, Hubschraubern oder Turbinen.

(c) Wissenschaft aktuell
Quelle: "Recent Observations on Shortfin Mako Scale Flexibility as a Mechanism for Separation Control"; Amy Lang et al.; 63rd Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics (Volume 55, Number 16, Abstract: RT.00006)


 

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