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Wir können endlich wissen, wie Mücken fliegen

2022

Moskitos sind blutsaugende, krankheitserregende Formen der Belästigung in Insektenform. Sie sind auch faszinierende aerodynamische Rätsel.

Ihr Flugverhalten ist, um es einfach auszudrücken, komisch. Die Flügelbewegung ist mit nur 44 Grad extrem flach - Honigbienen, die auch als sehr flache Flieger gelten, bewegen ihre Flügel in einem Winkel von etwa 80 Grad. Mücken schlagen auch unglaublich oft mit den Flügeln gegen die Luft, etwa 800 Mal pro Sekunde.

Aber wie übersetzt sich dieses seltsame Flattern in Flucht? Ein Artikel, der am Mittwoch in Nature veröffentlicht wurde, hat einige Antworten.

"Wenn die Dinge kleiner werden, neigen sie dazu, schneller zu flattern", sagt Richard Bomphrey, Hauptautor der Zeitung. Ein Vogel schlägt seltener mit den Flügeln als ein Insekt. Je kleiner das Insekt, desto höher die Frequenz. Aber selbst dann, wenn man nur die Größe vergleicht, würde man erwarten, dass eine Mücke nur etwa 200 Mal pro Sekunde flattern würde. Stattdessen bewegt es sich ungefähr viermal so schnell.

Die hohe Frequenz und der flache Winkel bedeuten, dass sie nicht die gleichen Methoden anwenden, um in die Luft zu gelangen, wie zum Beispiel ein Flugzeug, das eine lange Landebahn und breite stabile Flügel hat, um Auftrieb zu erzeugen. Also, welche Gesetze der Aerodynamik verwenden Mücken?

Bomphrey und Kollegen verwendeten Hochgeschwindigkeitskameras, um Mücken im Flug zu filmen, und machten Bilder mit 10.000 Bildern pro Sekunde.

Dieses Video zeigt beispielsweise eine Mücke, die 667-mal langsamer als normal ist.

Die Videos, gepaart mit Computermodellen und laserbasierten Messungen des Luftstroms um Mücken im Flug, zeigten, dass Mücken aus dem kurzen, flachen Flügelschlag absolut alles herausholen, was sie können.

Wie andere Insekten (einschließlich der nicht exakt aerodynamischen Hummel) nutzen Mücken einen Vorderkantenwirbel. Das bedeutet, dass sie beim Herunterklappen einen winzigen Tornado an der Vorderseite ihres Flügels erzeugen. Durch den niedrigen Druck in der Mitte des Wirbels wird ein Auftrieb erzeugt, sodass der niedrige Druck den Körper der Mücke anheben und bewegen kann, wenn die Mücke mit den Flügeln schlägt.

Aber der Wirbel an der Vorderkante allein reichte nicht aus, um zu erklären, wie Mücken fliegen. Moskitos nutzen jeden Teil der flatternden Bewegung, um in der Luft zu bleiben.

In den Videoaufnahmen und Computermodellen stellte Bomphrey fest, dass die Mücken, wenn sie ihre Flügel in der Mitte der Klappe drehen, in der Lage sind, ihr Gewicht mit einem Mechanismus zu tragen, der als Rotationswiderstand bezeichnet wird.

Und schließlich recyceln die Mücken, wenn sie ihre Flügel wieder nach oben bringen, die Spur, die sie zu Beginn ihres Flügelhubs erzeugt haben, und halten ihren Flügel so, dass die Bewegung der Luft hinter dem Flügel mehr Wirbel auf dem Rücken erzeugt auch ihre Flügel, sogenannte Hinterkantenwirbel.

„Es verhält sich ein bisschen wie eine Windkraftanlage, sagt Bomphrey und merkt an, wie die Mücke versucht, jedes bisschen Energie zu verbrauchen, das sie kann.“ Andernfalls würde die Energie im Kielwasser verloren gehen, fügt er hinzu.

Aber warum haben Mücken diese noch energieintensive Flugmethode entwickelt, anstatt überhaupt effizienter zu fliegen?

Diese Frage versuchen die Forscher immer noch zu klären. Eine mögliche Antwort, die in einem Wissenschaftsartikel aus dem Jahr 2009 vorgeschlagen wurde, weist auf das nervige Summen der Mücken hin.

Es ist ein häufiges Flattern, das so viel Summen erzeugt wie eine vibrierende Saite an einem Instrument, und männliche und weibliche Mücken jammern mit unterschiedlichen Frequenzen. Daher ist es möglich, dass hochfrequentes Flattern sexuell als süß klingend ausgewählt wurde Merkmal als die Kreaturen entwickelt. Es ist sicherlich etwas, worüber Sie nachdenken sollten, wenn Sie das nächste Mal die Quelle dieses nervigen Summens suchen.

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