| Wenn es brennt...der Käfer hört es !
Der Schwarze Kiefernprachtkäfer mag es heiß: Seine Larven ernähren sich am liebsten von frisch verbranntem Holz, das er mit Hilfe spezieller Infrarotsensoren aufspürt. Sie basieren vermutlich auf einem für die Infrarotsensorik sehr ungewöhnlichen Funktionsprinzip: Der Käfer scheint Feuer gewissermaßen zu hören. Wissenschaftler der Universität Bonn haben für diese These neue Beweise vorgelegt.
Der Sinn des Prachtkäfers fürs Brenzlige ist im Insektenreich nicht weit verbreitet: Die Wissenschaft kennt vier Gattungen, die diese Fähigkeit haben. Der schwarze Kiefernprachtkäfer hat von ihnen den ausgeklügeltsten Sensor: Angeblich kann er damit noch aus 80 Kilometern Entfernung Waldbrände aufspüren. Auf diese Zahl mag sich der Bonner Zoologe Professor Dr. Helmut Schmitz zwar nicht festlegen. "Der Sensor ist aber in der Tat extrem empfindlich", sagt er.
Zudem reagiert der Käfersensor etwa fünfmal schneller als technische Infrarot-Fühler. Grund ist das einzigartige Funktionsprinzip, das Schmitz aufgeklärt hat: Demnach wird der Wärmereiz zunächst in eine Druckerhöhung umgewandelt, die der Käfer registriert. Die Sinneszelle, mit der er das tut, ist ein Mechano-Rezeptor, wie er beispielsweise auch in Gehörorganen von Insekten zum Einsatz kommt, beispielsweise bei Heuschrecken und Grillen. Auch dort werden Druckschwankungen gemessen. "Der Käfer 'hört' die Infrarotstrahlung gewissermaßen", erläutert Schmitz.
Die druckempfindliche Spitze der mechanischen Sinneszelle ist in einen winzigen runden Druckbehälter eingebettet, dessen Wand wie auch der Insektenpanzer aus Kutikula besteht. In dem Druckbehälter befinden sich einige hundertmilliardstel Milliliter Wasser. Bei Bestrahlung mit Infrarotlicht der passenden Wellenlänge erwärmt sich die Kutikula und gibt die Wärmeenergie an die Flüssigkeit weiter, die stark im mittleren Infrarotbereich absorbiert.
Sie dehnt sich schlagartig aus, wodurch sich der Druck im Kutikulabehälter erhöht. Dadurch verformt sich die Spitze der Sinneszelle: In ihr öffnen sich Kanäle, durch die elektrisch geladene Ionen strömen. Diese Spannungsänderungen registriert der Käfer - schon wenige Tausendstel Sekunden nach dem Infrarot-Puls. "Das Ganze funktioniert hydraulisch und damit fast verzögerungsfrei - ähnlich wie im Auto, wenn Sie aufs Bremspedal steigen", erklärt Schmitz.
Der letzte Beweis für dieses Funktionsprinzip steht noch aus. Doch die Anhaltspunkte mehren sich, dass Schmitz und seine Kollegen richtig liegen. So weisen sie in der jetzt erschienenen Publikation nach, dass die Wand des Druckbehälters extrem fest ist. Das ist eine Voraussetzung dafür, dass die Messhydraulik überhaupt funktioniert. "Der Behälter hat nur eine einzige weiche Stelle: Nämlich die Spitze der Sinneszelle, die wie ein Handschuhfinger in ihn hineinragt. Wenn sich das erwärmte Wasser ausdehnt, drückt es diese winzige fingerförmige Struktur zusammen - es gibt ja keine andere Stelle, wohin es ausweichen könnte."
Der Druckbehälter ist so winzig, dass die Messungen nur mit modernsten materialwissenschaftlichen Methoden durchgeführt werden konnten: Die Kugel ist nur ein Drittel so dick wie ein Haar. quelle:PM
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Gruß Kilo
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30.08.2008, 00:28
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