Frage & Antwort

Hochkomplexes Manöver Wie schaffen es Fliegen, kopfüber zu landen?

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Die Fähigkeit kopfüber zu landen, brauchen die Fliegen immer wieder.

(Foto: imago/Pacific Press Agency)

Eine ausgewachsene Fliege lebt nur wenige Woche oder Tage. In dieser Zeit ist sie ständig zwischen Luft und Erde unterwegs. Aber wie gelingt es ihr, auch kopfüber sicher zu landen?

Fliegen können sehr lästig sein oder sehr faszinierend. Es kommt, wie bei vielen Dingen, auf die Sichtweise an. Egal wie man sich entscheidet, die zur Familie der Zweiflügler gehörenden Insekten erweisen sich als extrem raffinierte Flugkünstler, die sogar kopfüber landen können. Aber wie genau machen sie das?

Eine Forschergruppe um Bo Cheng von der Pennsylvania State University in University Park (Pennsylvania, USA) hat das an der Blauen Schmeißfliege Calliphora vomitoria genauer untersucht. Für ihre Untersuchung verwendeten die Wissenschaftler drei Hochgeschwindigkeitskameras, die mit 5000 Bildern pro Sekunde arbeiten. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachjournal "Science Advances".

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Das Manöver auf einer Aufnahme der Wissenschaftler.

(Foto: Bo Cheng, Penn State/dpa)

Die Aufnahmen zeigen, dass die Fliege für die Kopfüber-Landung ein hochkomplexes Flugmanöver ausführt. Zunächst beschleunigt sie ihren Flug nach oben. Es folgt eine Rotationsbewegung um die Längs- und Querachse des Fliegenkörpers, oft zusätzlich um die Vertikalachse. Dann streckt die Fliege ihre Beine aus und dreht ihren Körper ein wenig mit dem Bauch zur Landefläche hin. Sobald ihre beiden Vorderbeine Kontakt mit der Zimmerdecke haben, schwingt die Fliege ihren Körper vollends in Richtung Decke, bis alle sechs Beine gelandet sind. Die Forscher vergleichen den letzten Teil des Manövers mit dem Radschlagen im Turnen.

Der gesamte Ablauf mit erfolgreicher Landung besteht also aus vier Phasen: beschleunigen, umdrehen, Beine ausstrecken und schließlich aufsetzen. Im Verlauf ihrer Untersuchung beobachteten die Wissenschaftler auch weniger gelungene Landemanöver, etwa eine "tastende Landung". Dabei schweben oder fliegen die Fliegen mit geringer senkrechter Geschwindigkeit unter der Decke und tasten mit ihren Vorderbeinen nach der Landefläche. Schließlich gab es auch fehlgeschlagene Landeversuche. "Das Versagen bei diesen Landungen kann auf eine verzögerte oder zu geringe Körperrotation vor dem Aufsetzen zurückgeführt werden", schreiben die Forscher. Für eine erfolgreiche Deckenlandung mussten die Fliegen ihren Bauch umso mehr zur Decke gedreht haben, je größer ihre Geschwindigkeit bei der Aufwärtsbewegung oder je geringer ihre Horizontalgeschwindigkeit war.

Vorbild für Flugroboter

Das Landemanöver geschieht sehr schnell, innerhalb von 60 Millisekunden. Und auch sonst maß das Team um Cheng atemberaubende Werte, beispielsweise vollzogen die Fliegen Rotationsbewegungen mit durchschnittlich 4000 Grad pro Sekunde, mache erreichten sogar Spitzenwerte von 6000 Grad pro Sekunde. Dies sei "mehr als bei den Fluchtmanövern von Fruchtfliegen und Kolibris".

Die Forscher vermuten, dass die Flugaktionen von einer Serie komplexer visueller und sensorischer Reize gelenkt werden, die die Fliegen beim Landeanflug empfangen. Während des Landemanövers führen die Fliegen vier bis acht Flügelschläge aus. "Innerhalb eines Wimpernschlages, können diese Fliegen ihren Körper komplett umdrehen und landen, was ziemlich spektakulär ist", sagt Jean-Michel Mongeau von der Pennsylvania State University, einer der beteiligten Forscher, in einer Pressemitteilung seiner Universität. "Es gibt ein großes Interesse daran, Roboter mit gleichen Fähigkeiten zu versehen."

Die Landetechnik der Fliegen könnte vor allem bei der Entwicklung von Flugrobotern helfen, glauben die Forscher. Ihre Studie liefere wichtige Einblicke in die zugrundeliegenden biomechanischen, sensorischen und neuronalen Prozesse. "Sie weist auch auf mögliche Mechanismen hin, die es kleinen Tieren oder Robotersystemen mit begrenzten Rechenressourcen ermöglichen, schnelles, aber komplexes Verhalten zu erzeugen."

Übrigens: Fliegen haben noch weitere Superkräfte. Damit sie auf glatten Flächen festen Halt finden, nutzen sie die gleiche Methode wie auch Spinnen oder Geckos. Die sogenannten Van-der-Waals-Kräfte sind Anziehungskräfte, die zwischen den Oberflächenmolekülen und denen ihrer Beine entstehen. So fallen sie nach der spektakulären Landung auch nicht von der Decke.

Quelle: n-tv.de, sba/dpa

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