Bugs That Jump (und wie sie es tun)

Die meisten Käfer kriechen und viele Käfer fliegen, aber nur wenige beherrschen die Kunst des Springens. Einige Insekten und Spinnen können ihren Körper durch die Luft schleudern, um der Gefahr zu entkommen. Hier sind fünf Bugs, die springen, und die Wissenschaft dahinter, wie sie es tun.

Heuschrecken, Heuschrecken und andere Mitglieder des Ordens Orthoptera gehören zu den geschicktesten springenden Käfern auf dem Planeten. Obwohl alle drei Beinpaare aus den gleichen Teilen bestehen, sind die Hinterbeine zum Springen merklich modifiziert. Die Hinterfemuren einer Heuschrecke sind wie die Oberschenkel eines Bodybuilders aufgebaut.

Diese kräftigen Beinmuskeln ermöglichen es der Heuschrecke, mit viel Kraft vom Boden abzudrücken. Zum Springen beugt eine Heuschrecke oder Heuschrecke ihre Hinterbeine und streckt sie dann schnell aus, bis sie fast auf den Zehenspitzen ist. Dies erzeugt einen erheblichen Schub und schleudert das Insekt in die Luft. Heuschrecken können durch Springen ein Vielfaches ihrer Körperlänge zurücklegen.

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Flöhe kann Entfernungen bis zum 100-fachen ihrer Körperlänge überspringen, hat aber keine kräftigen Beinmuskeln wie Heuschrecken. Die Wissenschaftler verwendeten Hochgeschwindigkeitskameras, um die Sprungwirkung des Flohs zu analysieren, und ein Elektronenmikroskop, um seine Anatomie bei hoher Vergrößerung zu untersuchen. Sie entdeckten, dass Flöhe primitiv erscheinen mögen, aber sie verwenden eine ausgefeilte Biomechanik, um ihre sportlichen Leistungen zu vollbringen.

Flöhe haben anstelle von Muskeln elastische Polster aus Resilin, einem Protein. Das Resilin-Pad funktioniert wie eine gespannte Feder und wartet darauf, die gespeicherte Energie bei Bedarf freizugeben. Bei der Vorbereitung zum Springen greift ein Floh zuerst mit mikroskopisch kleinen Stacheln an den Füßen und Schienbeinen (eigentlich Tarsi und Tibias genannt) auf den Boden. Es drückt sich mit den Füßen ab und löst die Spannung im Resilin-Pad, überträgt eine enorme Kraft auf den Boden und erreicht ein Abheben.

Springschwänze werden manchmal mit Flöhen verwechselt und tragen sogar den Spitznamen Schneeflöhe in Winterlebensräumen. Sie messen selten länger als 1/8th von einem Zoll und würde wahrscheinlich unbemerkt bleiben, wenn es nicht ihre Gewohnheit wäre, sich in die Luft zu werfen, wenn sie bedroht werden. Springschwänze sind nach ihrer ungewöhnlichen Springmethode benannt.

Unter seinem Bauch versteckt, verbirgt ein Springschwanz einen schwanzartigen Anhang, der Furcula genannt wird. Meistens wird die Furcula durch einen Bauchnabel gesichert. Die Furcula wird unter Spannung gehalten. Sollte der Springschwanz eine sich nähernde Bedrohung spüren, gibt er sofort die Furcula frei, die mit genügend Kraft auf den Boden trifft, um den Springschwanz in die Luft zu treiben. Springschwänze können mit dieser Katapult-Aktion hohe Höhen von mehreren Zentimetern erreichen.

Springende Spinnen sind bekannt für ihre Sprungkraft, wie man anhand ihres Namens erraten kann. Diese winzigen Spinnen schleudern sich in die Luft, manchmal von relativ hohen Oberflächen. Vor dem Springen befestigen sie eine Seidensicherheitsleine am Untergrund, damit sie bei Bedarf außer Gefahr klettern können.

Im Gegensatz zu Heuschrecken haben springende Spinnen keine muskulösen Beine. Tatsächlich haben sie nicht einmal Streckmuskeln an zwei ihrer Beingelenke. Stattdessen verwenden springende Spinnen den Blutdruck, um ihre Beine schnell zu bewegen. Muskeln im Körper der Spinne ziehen sich zusammen und drücken sofort Blut (tatsächlich Hämolymphe) in ihre Beine. Durch die erhöhte Durchblutung strecken sich die Beine und die Spinne fliegt in die Luft.

Schnellkäfer können auch in die Luft fliegen und sich hoch in die Luft werfen. Aber im Gegensatz zu den meisten unserer anderen Champion-Springer benutzen Klickkäfer ihre Beine nicht zum Springen. Sie sind nach dem hörbaren Klickgeräusch benannt, das sie beim Abheben machen.

Wenn ein Schnellkäfer auf dem Rücken festsitzt, kann er seine Beine nicht zum Umdrehen verwenden. Es kann jedoch springen. Wie kann ein Käfer springen, ohne seine Beine zu benutzen? Der Körper eines Schnellkäfers ist sauber in zwei Hälften geteilt, die durch einen Längsmuskel verbunden sind, der über ein Scharnier gespannt ist. Ein Stift verriegelt das Scharnier und der verlängerte Muskel speichert Energie, bis sie benötigt wird. Wenn sich der Schnellkäfer in Eile wieder aufrichten muss, biegt er den Rücken, gibt den Stift frei und POP! Mit einem lauten Klicken wird der Käfer in die Luft geschleudert. Mit ein paar akrobatischen Wendungen in der Luft landet der Schnellkäfer hoffentlich auf den Beinen.

"Springschwänze"von David J. Shetlar und Jennifer E. Andon, 20. April 2015, Abteilung für Entomologie der Ohio State University.

"Grasshoppers" von Julia Johnson, Emporia State University.

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