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Rätsel um Sprungkraft gelöst: Ausklapp-Beine katapultieren Flöhe in die Höhe

Flöhe sind wahre Sprungwunder. Jahrzehntelang rätselten Biologen, wie sich die Plagegeister in phänomenale Höhen katapultieren. Jetzt haben zwei britische Forscher das Geheimnis gelüftet - mit einer Spezialkamera. Es war nicht einfach, die Insekten im richtigen Moment zu erwischen.

DPA

Wanzen, Kakerlaken, Spinnen - krabbelndes Getier hat selten großen Beliebtheitswert. Es gibt aber Ausnahmen. Wie etwa der Flo im Zirkus. Da vollführen die kleinen Plagegeister Kunststücke jeder Art, ziehen Miniaturkutschen vor sich her, bewegen Karussells oder kicken Minibälle ins Tor.

Von der einst so beliebten Jahrmarktsattraktion ist nicht mehr viel übrig geblieben. Geblieben aber ist die Faszination über die wohl spektakulärste Fähigkeit der Flöhe: ihre Sprungkraft. Die Insekten sind in der Lage, sich um das 200-fache ihrer eigenen Körperlänge in die Luft zu katapultieren - vom Stand aus bis zu 60 Zentimeter. Übertragen auf den Menschen hieße das: Wir könnten problemlos auf Wolkenkratzer hüpfen. 1967 entdeckte Henry Bennet-Clark, Zoologe der University of Oxford, wie Flöhe die dafür benötigte Energie auftreiben: In ihren Beinen speichern sie ein spezielles Eiweißmolekül namens Resilin. Wie ein Bogen wird dieses elastische Protein vor dem Sprung gespannt - so trägt der Floh seine explosive Sprungfeder quasi in sich.

Dennoch fehlte den Wissenschaftlern bisher die Erklärung, wie ein Floh diese aufgestaute Energie freisetzt. Dieses Rätsel haben zwei britische Forscher von der University of Cambridge jetzt gelöst. Wie sie im Fachmagazin "Journal of Experimental Biology" schreiben, liegt der Clou in der Art und Weise, wie die Flöhe ihre Hinterbeine bewegen.

Blitzschnell

Mit einer Spezialkamera filmten die Forscher die Flöhe während ihrer Sprünge. Bei weitem keine triviale Aufgabe, denn die Flöhe vollführen einen Sprung in einer atemberaubenden Geschwindigkeit: Wie die Forscher errechneten, starten sie aus dem Stand heraus über ihre Zehen mit 1,35 Meter pro Sekunde und bringen es schließlich auf bis zu 1,9 Meter pro Sekunde.

51 Mal gelang es Stutton und Burrows einen Floh-Sprung mit der Hochgeschwindigkeitskamera einzufangen. Dafür mussten sie die Tiere im Halbdunkeln fokussieren, denn Flöhe bewegen sich nicht im Dunkeln. Auf diese Weise hatten sie die Insekten genau im Visier, als sie zum Sprung ansetzten. Sobald das Licht anging, hüpften sie hoch.

Mit Hilfe der Videosequenzen konnten die Biologen nicht nur die Schnelligkeit errechnen, sondern auch genau den Ablauf der Sprungbewegung analysieren. Dabei fanden die Forscher heraus, dass Flöhe die einzelnen Segmente ihrer Hinterbeine wie hintereinandergeschaltete Hebelarme benutzen. Dieser Hebelarm-Effekt macht es möglich, dass die winzigen Insekten all ihre Kraft vom Körper über die Beine bis in die Zehen und auf den Boden übertragen. Von den Zehen aus schnellen sie dann in die Höhe empor.

Meistens berührten zwar sowohl Knie als auch Zehen die Unterlage. Nur in zehn Prozent der Fälle hatten lediglich die Zehen Kontakt. Die Forscher stellten aber fest, dass die Tiere beim Emporschnellen auch dann noch beschleunigten, nachdem die Knie den Untergrund schon verlassen hatten. Außerdem ist das Knie des Flohs so glatt, dass er damit keinen Halt findet, während Schienbein und Zehen mit feinen Klauen versehen sind. Deshalb, so schlussfolgern die Forscher, werde die zum Hüpfen benötigte Energie durch die Beinsegmente ausschließlich auf die Zehen übertragen.

Von phänomenalen Fortbewegungstalenten wie dem Floh sind Wissenschaftler seit jeher fasziniert - und versuchen sie von der Natur abzukupfern. 2008 etwa präsentierten Forscher aus der Schweiz eine Roboter-Heuschrecke, die 1,40 Meter hoch springen konnte. Sutton und sein Kollege haben ähnliches vor. Der BBC sagte der Biologe: "Wenn man sich die Bewegungen ansieht, die Tiere vollführen können, dann sind sie um vieles besser als moderne Maschinen".

cib

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insgesamt 6 Beiträge
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1. iss ja doll eh!
Xygeloest 11.02.2011
da hupft dieser Schlingel tatsächlich mit den Beinen, wäre ich nie drauf gekommen...danke, liebe Wissenschaft.
2. ...
Mathesar 11.02.2011
Zitat von Xygeloestda hupft dieser Schlingel tatsächlich mit den Beinen, wäre ich nie drauf gekommen...danke, liebe Wissenschaft.
Die Frage war wie, nicht mit was.
3. wow
dafhgier 11.02.2011
Wow, blitzschnell! Ganze 4,86 km/h - aus dem Stand heraus! Später sogar ganze 6,84 km/h! Erstaunlich... Wetten, dass ein Mensch die Geschwindigkeit auch schafft? Auch im Sprung...
4. Die Grösse ist der Grund...
irobot2 12.02.2011
"Ameisen können ein Mehrfaches Ihres Körpergewichtes tragen" und "wir Menschen müssten 100 m hoch springen", wollten wir es mit dem Floh aufnehmen. So oder ähnlich die allgemeine Ansicht. Dabei wird immer wieder der selbe Denkfehler gemacht. In Wirklichkeit sind die Menschen garnicht so schwach bzw. diese kleinen Krabbeltierchen garnicht so stark. Im Gegenteil. Würde man eine Ameise auf die Größe eines Menschen bringen, würde sie bald unter ihrem eigenen Gewicht einknicken. Ein Weberknecht mit den Ausmassen eines Riesentankers ist nicht möglich. Zu lesen in "X3 - EIn Mathebuch, wie ich es mir schon immer gewünscht habe", Die dritte Lektion: Ameisen sind schwach www.der-prozess.de ------------------ Grüsse Ralf Neitzel
5. Überraschung!
wb4955 12.02.2011
Jetzt ist mir klar geworden, dass ich bisher die süßen kleinen Flohskelette im Museum übersehen habe mit ihren Schienbeinen und Zehen ... Danke, lieber Redakteur!
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