Die Finsternis schützt Nachtfalter zwar vor hungrigen Blicken, doch gegen die raffinierten Jäger der Nacht nützt ihnen dies nichts: Fledermäuse detektieren ihre Beute durch ein hochentwickeltes Echo-Ortungssystem. Sie stoßen dabei hochfrequente Schreie aus, die vom Körper der Insekten reflektiert werden. Durch die feinen Echos können die Fledermäuse die Beutetiere dann orten und schließlich sogar aus der Luft schnappen. Doch die Nachtinsekten haben im Laufe der gemeinsamen Evolution mit ihren Feinden aufgerüstet: Sie brachten raffinierte Schutzmechanismen hervor.
Es ist beispielsweise bekannt, dass einige Nachtfalter ein feines Gehör sowie spezielle Flugkünste entwickelt haben, um auf das Biosonar der Fledermäuse durch clevere Ausweichmanöver reagieren zu können. Viele andere Nachtfalter scheinen allerdings keine solchen aktiven Strategien zu nutzen – sie sind sogar taub. Wie das Forscherteam unter der Leitung der University of Bristol vor kurzem bereits berichtet hat, sind aber auch diese Arten keine hilflosen Opfer: Wie die Wissenschaftler zeigen konnten, haben diese Insekten akustische Tarnverfahren entwickelt, um sich vor den Rufen der Fledermäuse zu verbergen: Im Gegensatz zu Tagfaltern schlucken die Flügel einiger Nachtfalterarten die Rufe von Fledermäusen erstaunlich effektiv, sodass ein reduziertes Echo entsteht. 85 Prozent der einfallenden Schallenergie wird demnach absorbiert. Dadurch muss eine Fledermaus den Insekten viel näher kommen, um sie noch orten zu können.
Ein raffiniertes Material unter der Lupe
Wie das Team bereits zeigen konnte, sind für den akustischen Effekt die Oberflächenmerkmale der Flügel der Nachtfalter verantwortlich. Wie bei allen Schmetterlingen sind sie von Schuppenstrukturen bedeckt. Im Gegensatz zu den Tagfaltern erfüllen sie bei den Nachtinsekten aber nicht nur optische Zwecke. Auf der Grundlage von Analysedaten entwickelten die Forscher Computermodelle der Schuppenstrukturen. Sie legten bereits nahe, dass sie in komplexer Weise auf das einfallende Biosonar reagieren und es dadurch absorbieren. In ihrer neuesten Veröffentlichung präsentieren Thomas Neil und seine Kollegen nun genauere Einblicke darin, auf welchen Prinzipien das akustische Konzept basiert. Im Rahmen der Studie haben sie den Feinbau der Flügel von zwei Nachtfalterarten mit modernster Technik bis ins Detail durchleuchtet sowie für akustische Analysen experimentell beschallt.
Sie kommen zu dem Fazit, dass es sich bei den Flügelstrukturen um das erste bekannte akustische Metamaterial aus der Natur handelt. Der Begriff Metamaterial beschreibt normalerweise künstliche Strukturen mit sehr ungewöhnlichen physikalischen Eigenschaften, die „normale“ Konzepte übertreffen. Ein Metamaterial besteht in der Regel aus kleinen, sich periodisch wiederholenden Einheiten, die die Ausbreitung von Licht oder aber Schall in komplexer Weise beeinflussen können. Bisher sind nur optische Metamaterialien aus der Natur bekannt, doch den Analyseergebnissen der Forscher zufolge handelt es sich beim Konzept der Nachtfalterflügel um ein akustisches Beispiel.
