In unseren Haaren und Fingernägeln oder auch in Vogelfedern steckt abgesehen von ihren Bildungsbereichen kein lebendes Gewebe. Doch für die Flügel der Schmetterlinge gilt das nicht, wie Untersuchungen bereits gezeigt haben: Weite Teile dieser Gewebe werden von Blutgefäßen und Nerven durchzogen und enthalten aktive Zellen. Bei männlichen Falten sitzt sogar ein Organ im Flügel: Es besteht aus Drüsenzellen, die Duftstoffe abgehen, die der Partnerfindung dienen. Für die Sauerstoffversorgung dieser Bereiche sorgt zudem ein feines Netzwerk aus Luftröhrchen im Flügel – die sogenannten Tracheen.
Das Leben im Flügel im Visier
Doch die Strukturen und Merkmale der Schmetterlingsflügel sind weit weniger gut untersucht, als man meinen könnte. Deshalb haben ihnen die Wissenschaftler um Naomi Pierce von der Harvard University in Cambridge nun erneut eine Studie gewidmet. Durch moderne optische Untersuchungsverfahren blickten sie dazu zunächst in den Feinbau der filigranen Gebilde und ermöglichten damit neue Einblicke: Unter anderem konnten sie mechanische Sensoren zur Koordination der Flügelbewegungen sichtbar machen sowie Thermo-Fühler zur Temperaturerfassung. Es gibt sogar ein „Flügelherz“, verdeutlichten die Untersuchungen. Dabei handelt es sich um ein kleines Areal im Bereich des Duftdrüsenorgans, das sich einige Male pro Minute zusammenzieht, um das Insektenblut gerichtet voranzutreiben.
“Der größte Teil der Forschung an Schmetterlingsflügeln hat sich auf Farben und Muster konzentriert, die der innerartlichen Kommunikation oder der Tarnung und Verwirrung von Fressfeinden dienen”, sagt Pierce. “Diese Arbeit verdeutlicht hingegen, dass wir Schmetterlingsflügel als dynamische, lebende Strukturen betrachten sollten“. Genau das haben Pierce und ihre Kollegen auch im Rahmen ihrer weiteren Untersuchungen getan. Im Zentrum stand dabei die Frage, wie die Insekten mit der Gefahr umgehen, dass die dünnen Flügel mit ihrer geringen Wärmekapazität im Sonnenschein überhitzen.
Verhaltensweisen und raffinierte Strukturen dienen der Kühlung
Durch Verhaltensstudien an verschiedenen Schmetterlingsarten konnten die Wissenschaftler dokumentieren, welche Reaktionen die Temperatursensoren auslösen, die sie zuvor in den Flügeln sichtbar gemacht hatten. Sie richteten dazu gezielt wärmendes Licht auf bestimmte Bereiche der Flügel ihrer Versuchstiere. Wie sich zeigte, ist bei 40 Grad Celsius eine kritische Temperatur erreicht: Um eine weitere Erwärmung zu vermeiden, drehen die Falter ihre Flügelflächen geschickt aus dem Licht. Durch schnelle Veränderungen des Einstrahlwinkels der wärmenden Lichtquelle kann man Schmetterlinge sogar zu einem regelrechten Tanz animieren, zeigen die Videoaufnahmen der Wissenschaftler.
