Was machen Insekten unter Schwerelosigkeit? Ein Blogeintrag für Kinder

Neulich fragte meine zehnjährige Tochter mich: “Was machen eigentlich Insekten in der Schwerelosigkeit?” Ich hakte nach und fand heraus, dass sie Insekten meinte, die schon von Natur aus fliegen können. Was diese Tierchen ja aber ohne Schwerkraft gar nicht mehr müssten. Auf der ISS zum Beispiel, oder bei einem Parabelflug. Aber merken Insekten das auch? Die Antwort ist ein klares “Ja!” Sie merken es, und zwar ziemlich schnell:

Wir packten daher 30 Stubenfliegen in eine verschlossene Plexiglaskiste. Die wurde fest montiert und mit Hilfe einer eingebauten Kamera filmten wir dann, was die Sechsbeiner tun, wenn die Schwerkraft plötzlich wegfällt. An der Seite erkennt man an einem Pendel wann die Schwerelosigkeit einsetzt: Es beginnt zu schweben.

Für mich, war das Beobachten nicht so einfach, denn mit dem Einsetzen der Schwerelosigkeit beginnt eben alles was an Bord des Flugzeugs nicht Niet und Nagelfest ist zu schweben. Das Ergebnis unseres Versuchs ist verblüffend: Einige Fliegen misstrauen offensichtlich der Schwerelosigkeit und bleiben geduldig sitzen. Andere hingegen probieren aus und passen sich sogar an: Schon nach drei Versuchen hat z.B. dieses Exemplar den Trick raus: Statt mit den Flügeln zu schlagen, stößt sie sich ab und lässt sich dann treiben.
Quelle: “Das Erste“

Auch Schmetterlingen fällt es auf, wenn die Schwerkraft fehlt, und dazu gibt es auch ein Video, das ihre Reaktion zeigt:

Die NASA berichtet von ihren Versuchen mit Insekten Folgendes:

Honigbienen (Apis mellifica) konnten nicht normal fliegen und purzelten in der Schwerelosigkeit herum. Stubenfliegen (Muscus domestica ) liefen hauptsächlich lieber die Wände entlang. Wenn sie jedoch flogen, konnten sie ihre Bewegungen (…) kontrollieren, auch wenn der Flug nur wenige Sekunden dauerte. Motten (Anticarsis gammatalis) die im All aufwuchsen, lernten es, gar nicht zu fliegen, sondern ohne Flügelschlag zu schweben.

Nun könnte man sich darüber wundern. Wenn sie doch sowieso schon fliegen können, warum macht es dann überhaupt noch einen Unterschied für Insekten, wenn die Schwerkraft weg ist? Das hängt mit den Organen zusammen, mit denen Insekten die Lage ihres Körpers beim Flug überprüfen. Bei der Stubenfliege zum Beispiel sind das die Schwingkölbchen neben ihren Flügeln. Auf => diesem Foto <= kann man sie als kleine gelbe Paddel erkennen. So klein und leicht diese Dinger auch sind: Auch sie gehorchen der Schwerkraft, wie jedes noch so winzige Staubkörnchen auf der Erde. Fehlt die Schwerkraft nun aber, bewegen sich auch diese Schwingkölbchen anders als sonst. Sie werden ja nicht mehr nach unten gezogen. Es fehlt der Fliege dann die Information für "unten" und "oben". Das ist ganz ähnlich wie bei unserem eigenen, menschlichen Gleichgewichtsorgan.

Auch andere Tiere, die normalerweise fliegen können, kommen ohne Schwerkraft in Schwierigkeiten. Tauben oder Fledermäuse fliegen dann zum Teil sogar kopfüber und verlieren völlig die Orientierung. [1] Auch sie haben Gleichgewichtsorgane, die dann nicht nehr richtig funktionieren.

Dass manche dieser Tiere trotzdem noch ihren Zielort erreichen, zeigt uns, dass sie – wie auch wir Menschen – auf andere Art an die fehlenden Informationen kommen. Zum Beispiel mit Hilfe der Augen. Sie gewöhnen sich mit der Zeit daran, sich auf diese anderen Informationen zu verlassen. Andere Tiere schaffen das anscheinend nicht ganz so gut. Vielleicht taugen ihre Augen dafür weniger, oder sie können die Ersatz-Informationen in ihren Hirnen nicht so gut verarbeiten.
(Übrigens: Vielen Menschen wird übel, wenn ihre Augen ihnen andere Informationen liefern als ihr Gleichgewichtsorgan. Zum Beispiel auf Reisen in Autos, auf Schiffen oder auch auf der ISS. Ob das bei Insekten oder Tauben wohl auch so ist?)

Ameisen können zwar nicht fliegen, sind aber auch Insekten und passen sich an Schwerelosigkeit meistens ganz gut an. Ihr Problem ist, dass sie den Kontakt zum Boden oder zu der Wand verlieren, auf der sie gerade herum krabbeln. Sie lernen aber sehr schnell, sich zum Beispiel an anderen Ameisen fest zu halten, um wieder auf die Beine zu kommen. Ameisen krabbeln ohne Schwerkraft langsamer, vermeiden die glatteren Oberflächen ihrer Umgebung und halten sich lieber an die rauheren. Sie werden also insgesamt vorsichtiger und arbeiten auch nicht mehr so gut wie sonst. Sie haben in Experimenten auf der ISS zum Beispiel ihre Umgebung nicht mehr so gründlich nach Baumaterial und Nahrung abgesucht wie auf der Erde. Aber sie beherrschen ihre Körper in der Schwerelosigkeit gut. [2]

Warum wollen wir Menschen solche Sachen eigentlich wissen? Zuallererst natürlich, weil sie einfach spannend sind. Wir Menschen (und auch viele Tiere) sind neugierig. Wir beobachten und lernen gerne. Und das ist auch gut so, denn sonst hätten wir viele schöne und nützliche Dinge nie er- oder herausgefunden. Außerdem: Wenn wir tatsächlich irgendwann mal andere Planeten oder Monde bewohnen möchten, werden wir auch Tiere dort brauchen. (Ja, auch Insekten. Zum Beispiel, um Pflanzen zu bestäuben.) Da ist es gut, wenn wir wissen, ob und wie wir ihnen bei der Anpassung helfen können. Bei den Ameisen gab es aber auch noch einen weiteren Grund für das Experiment. Die Forscher hoffen nämlich, dass sie aus dem Verhalten der Ameisen lernen können, wie man Such-Roboter am besten baut und programmiert. Diese könnte man dann einsetzen, um in unübersichtlichen Gegenden Verletzte zu suchen oder das Gelände zu erkunden. Aber insgesamt gilt wie immer, wenn es was zu lernen gibt: Man weiß nie, wann man es vielleicht mal brauchen kann.

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[1] Hier ist ein englischer Text von den Wissenschaftlern M. Fejtek, M. Delorme und R. Wassersug zu den Fledermäusen. Der Titel lautet: “Behavioral Reactions of the Bat Carollia perspicillata to Abrupt Changes in Gravity”. Der Text erschien 1995 im Journal namens “Biological Sciences in Space”, Ausgabe 9 Nr. 2, auf den Seiten 77 bis 81: https://www.jstage.jst.go.jp/article/bss/9/2/9_2_77/_pdf

[2] Auch hierzu haben ein paar Wissenschaftler geforscht: Stefanie M. Countryman1, Martin C. Stumpe2, Sam P. Crow3, Frederick R. Adler4, Michael J. Greene5, Merav Vonshak6 und Deborah M. Gordon6 schrieben eine Studie mit dem Titel “Collective search by ants in microgravity”. Sie erschien am 30. März 2015 im Journal “Frontiers in Ecology and Evolution”. http://dx.doi.org/10.3389/fevo.2015.00025