Von Fliegen und Mücken: Schwingkölbchen helfen auch beim Krabbeln

Cleveland (USA) - Bei Fliegen und Mücken sind die bei anderen Fluginsekten vorhandenen Hinterflügel zu trommelschlegelförmigen Sinnesorganen, den Schwingkölbchen, umgewandelt. Die sogenannten Halteren bewegen sich beim Fliegen auf und ab und vermitteln dabei Informationen, die der Flugstabilisierung und Steuerung dienen. Jetzt berichten amerikanische Biologen im Fachblatt „Biology Letters”, dass diese Körperteile bei verschiedenen Arten der zweiflügeligen Insekten ganz unterschiedliche Aufgaben haben könnten. So unterstützen die Halteren beispielsweise Fleischfliegen auch dabei, senkrechte Flächen hochzukrabbeln ohne abzustürzen. Dagegen sind sie für Taufliegen und andere Arten offenbar nur beim Fliegen von Bedeutung, nicht aber beim Krabbeln.

„Die Funktion der Halteren ähnelt der unseres Gleichgewichtsorgans, das uns hilft, aufrecht zu stehen und unsere Augen zu stabilisieren“, sagt Jessica Fox von der Case Western Reserve University in Cleveland. „Sie ermöglichen den Insekten, sich im Raum zu orientieren und die Augen auf ein Ziel zu fixieren.“ Mit Hilfe von Filmaufnahmen in extremer Zeitlupe registrierte ihr Forscherteam die Bewegung der Schwingkölbchen bei 41 Spezies aus 26 Familien aus der Ordnung der Zweiflügler, zu denen die beiden Unterordnungen der Fliegen und Mücken gehören. Alle Arten sind auf funktionsfähige Halteren angewiesen, um kontrolliert fliegen zu können. Wurden die Organe entfernt, gelang den Insekten gerade noch das Abheben, wonach sie schnell ins Taumeln gerieten.

Bei allen Fliegen war die Auf- und Abbewegung der Halteren im Flug stets entgegengesetzt zur Schwingung der Flügel. Bei den entwicklungsgeschichtlich älteren Mücken dagegen gab es von Art zu Art sehr unterschiedliche Phasenverschiebungen im Bewegungsrhythmus der beiden paarigen Körperteile. Zusätzliche Unterschiede beobachteten die Biologen, wenn die Insekten krabbelten. Dann bewegten die meisten Arten – wie zum Beispiel die Taufliege Drosophila – ihre Schwingkölbchen gar nicht, das heißt, sie wurden offenbar nicht gebraucht. Bei anderen, darunter die Stubenfliege, erfolgte die Bewegung mit ähnlicher Frequenz wie beim Flug. Wieder andere schwangen ihre Halteren zwar auch beim Krabbeln und sogar beim Stillstehen, aber unregelmäßig und viel langsamer als während des Fliegens.

Sämtliche untersuchten Fliegen und Mücken konnten auch dann ohne Probleme auf ebener Fläche krabbeln, wenn ihnen die Halteren fehlten. Für diese Form der Fortbewegung genügten ihnen anscheinend die Sinnesinformationen, die sie über ihre Füße wahrnahmen. Beim Hochkrabbeln auf einer senkrechten Fläche stürzten aber Fleischfliegen, denen die Halteren entfernt worden waren, häufiger ab. Für Taufliegen, die ihre Halteren beim Krabbeln sowieso nicht in Bewegung versetzen, machte es keinen Unterschied, ob sie mit oder ohne Schwingkölbchen senkrecht nach oben krabbelten.

Die Forscher schließen aus ihren Ergebnissen, dass die Schwingung der Halteren je nach Insektenart mit ganz unterschiedlichen und teilweise noch ungeklärten Funktionen verbunden sein könnte. Die Aufklärung der Funktion dieser mechanosensorischen Organe wäre auch für technische Anwendungen von Interesse, schreiben die Autoren. „Diese Biosensoren könnten als Modelle für Sensoren dienen, die es Flugmaschinen ermöglichen, sanfter zu landen oder Mauern zu erklimmen.“