Für Nektar trinkende Vögel und Fledermäuse zählt jede Sekunde. Denn während ihres Schwirrflugs an der Blüte verbrauchen sie extrem viel Energie. Je schneller sie daher den süßen Pflanzensaft aufnehmen können, desto besser. US-Forscher haben jetzt aufgedeckt, welch raffinierte Technik die Fledermaus Glossophaga soricina für ihre Nektargewinnung einsetzt: ihre Zunge ist zu einem hämodynamischen Mop umfunktioniert – einem per Blutfluss steuerbaren Nektarpinsel. Neben den Strategien der Kolibris und Bienen hat die Natur damit ein drittes Konstruktionsprinzip entwickelt – eines, das nach Ansicht der Wissenschaftler auch als Vorbild für technische Anwendungen dienen könnte.
Wie Kolibris den Nektar möglichst schnell aus einer Blüte in den Schlund bekommen, haben Forscher erst vor kurzem aufgeklärt: Ihre Zungenspitze ist geteilt und rollt sich nach dem Eintauchen in den Nektar ein. Dadurch ist der süße Saft wie in einem Löffel gefangen und kann in den Schnabel des Vogels befördert werden. Bei der Nektar trinkenden Fledermaus Glossophaga soricina ist das allerdings nicht der Fall. Sie trägt stattdessen ein ganzes Büschel von unten breiten, an der Spitze schmal zulaufenden Borsten an der Zungenspitze. “Jahrzehntelang dachte man, dass diese Borsten passive, statische Strukturen sind, die einfach nur die Oberfläche der Zunge erhöhen sollen”, erklären Cally Harper von der Brown University in Providence und ihre Kollegen. Doch ob das tatsächlich schon das ganze Geheimnis der Nektar-Trinktechnik dieser Fledermäuse ist, wollten sie nun genauer wissen.
In einem ersten Schritt untersuchten die Forscher noch einmal den Aufbau der Zunge. Dabei stellten sie fest, dass Arterien und Venen in ihrem Inneren ein sich zur Spitze hin verästelndes Netz bilden, das sich bis in die Basis der Borsten hineinzieht. Die zuführenden Arterien sind zudem von Muskelfasern umgeben und stehen in direktem Kontakt zu den Zungennerven.
Blutrot und borstig
Um herauszufinden, welchem Zweck diese anatomische Konstruktion dient, machten die Wissenschaftler mit Hilfe einer High-Speed-Kamera Nahaufnahmen der Fledermäuse beim Nektartrinken. Dabei zeigte sich: Die Zunge verändert dynamisch sowohl ihre Form als auch die Farbe, wenn sie sich dem Nektar nähert. Zu Beginn des Trinkvorgangs ist sie blassrosa und alle Borsten sind eng angelegt. “Wenn die Zunge ihre maximal Ausdehnung erreicht, füllen sich die Adern darin mit Blut und sie wird dunkelrot, gleichzeitig stellen sich die Borsten auf”, berichten die Forscher. Letzteres geschehe auch dann, wenn die Zunge den Nektar nicht berühre – sei also kein passiver, durch den zähflüssigen Nektar verursachter Prozess.
Nähere Untersuchungen enthüllten, dass der Blutzustrom die Zunge zum einen länger und dünner werden lässt, und zum anderen dafür sorgt, dass sich die Borsten aufstellen. “Das ist ein hydraulischer Prozess, getrieben durch den schnellen Einstrom von Blut in die Gefäße”, so die Forscher. Das Besondere daran sei das enorme Tempo, mit dem das geschehe – denn normalerweise seien hydraulische Vorgänge sehr langsam, beispielsweise die Bewegung der Tentakel eines Seesterns. Die Fledermaus aber benötigt vom Ausstrecken der Zunge bis zu ihrem Wiedereinziehen gerade einmal 0,118 Sekunden. Sie kann daher in einer Sekunde acht Trinkzyklen absolvieren, wie Harper und ihre Kollegen berichten. Ermöglicht wird dies durch die Muskelhülle der Arterien, die aktiv dazu beiträgt, das Blut in die Zunge zu pressen.
“Kolibris, Bienen und Fledermäuse haben demnach drei unterschiedliche Systeme entwickelt, um Blütennektar effektiv aufzunehmen”, konstatieren Harper und ihre Kollegen. Zusammen könnten diese Strategien der Natur als wertvolle Vorbilder für Miniaturroboter oder chirurgische Instrumente dienen. Die Erkenntnisse werfen aber auch ein neues Licht auf andere Nektar trinkende Säugetiere wie den im Australien lebenden Honigbeutler ( Tarsipes rostratus). Auch dieses rattengroße Beuteltier besitzt eine borstenbesetzte Zunge – und könnte diesen ebenfalls als hämodynamischen Mop nutzen statt nur als passiven Pinsel, wie man bisher dachte.
Cally Harper (Brown University, Providence) et al., Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), doi: 10.1073/pnas.1222726110 © wissenschaft.de – ===Nadja Podbregar
