Spezialkonstruktion der NaturWie Hummeln beim Fliegen dem Hitzetod entgehen
Hummeln erzeugen beim Fliegen viel Wärme. Ein Forschungsteam bekommt nun heraus, durch welchen Mechanismus die Tiere gleichzeitig gekühlt werden.
Eigentlich dürfte eine Hummel gar nicht fliegen, heißt es manchmal - dick und kleinflügelig, wie sie ist. Zumindest müsste dem Pummelchen permanent tödliche Überhitzung drohen, erläutern Forscher im Fachjournal "Proceedings B" der britischen Royal Society. Vor dem Hitzetod rettet sie demnach ein eingebauter Ventilator: eine überraschend starke Windströmung, die beim komplexen Flügelschlag entsteht.
Wie viele große fliegende Insekten erzeugen die kräftig gebauten Hummeln während des Fluges beträchtliche Wärme. Die Temperatur ihrer Flugmuskulatur kann bei Kälte bis zu 35 Grad Celsius über der Umgebungstemperatur liegen, wie in der Studie erläutert wird. Aufgrund ihrer großen Körpermasse ist es für Hummeln demnach schwierig, die Temperatur in ihrem Körper zu regulieren.
Schwebflug für die Wissenschaft
Das Team um Jordan Glass von der University of Wyoming in Laramie hatte die nordamerikanische Hummelart Bombus impatiens untersucht. Dafür wurden Messgeräte und eine Hochgeschwindigkeitskamera an künstlichen Blüten platziert. Gemessen wurden bei 95 bis 254 Milligramm schweren Hummeln der erzeugte Luftstrom sowie die Bahnen und Winkel des Flügelschlags im Schwebflug. Mit Trockeneis-Dampf wurden die Luftverwirbelungen durch den Flügelschlag sichtbar gemacht. Über Modellierungen wurde schließlich die Wärmebilanz errechnet.
Die in einer komplexen kreisförmigen Bewegung flatternden Flügel drücken zum Fliegen Luft nach unten - und erzeugen damit auch eine erstaunlich starke kühlende Brise, wie die Forscher erläutern. Ihre Ergebnisse zeigen demnach, dass der bis zu einen Meter pro Sekunde schnelle Luftstrom nicht nur ein Nebenprodukt des Fluges ist: Ohne den eingebauten Ventilator würden die Insekten im Schwebflug vor Blüten binnen weniger Minuten überhitzen, besonders an warmen, sonnigen Tagen.
Das Hummel-Paradoxon
Das sogenannte Hummel-Paradoxon besagt, dass eine Hummel nach den Gesetzen der Aerodynamik gar nicht fliegen kann, weil ihre Flügelfläche zu klein für ihr Gewicht ist. Es geht womöglich auf ein 1934 veröffentlichtes Buch des französischen Wissenschaftlers Antoine Magnan zurück. Dazugedichtet wurden später Sätze wie: "Die Hummel weiß das nicht und fliegt trotzdem."
Dass Hummeln eben doch fliegen, liegt unter anderem daran, dass ihre Flügel keine starren Tragflächen sind, sondern biegsam und elastisch. Die so gemütlich wirkenden Pelzbrummer können mit ihren Flügeln rund 200-mal pro Sekunde rotieren. Dabei entsteht ein Auftrieb verschaffender tornadoartiger Wirbel an der Kante der Flügel.
Generell sind die vermeintlichen Bummel-Hummeln wahre Flugkünstler: Sie können sogar rückwärts fliegen - und sie schaffen es über tausende Meter hohe Berggipfel, wie Untersuchungen zeigten.