Warum geistern immer wieder kleine Fluginsekten durch Küche und Bad? Der Grund dafür ist…

Manchmal befinden sich an den Wänden des Badezimmers zu Hause kleine fliegende Insekten. Ich glaube, jeder kennt das Bild unten.

Auch wenn Türen und Fenster geschlossen sind, können diese kleinen Fluginsekten immer noch vorkommen. Bildquelle: Pinterest

Dieses kleine Fluginsekt gehört zur Familie der Mottenfliegen , genauer gesagt handelt es sich entweder um die Weißfleckige Mottenfliege oder die Sternfleckige Mottenfliege.

Sie werden feststellen, dass sie normalerweise an feuchten Orten auftreten und schwer abzutöten sind. Als ich sie sah, blieben sie lange Zeit regungslos an der Wand hängen. Gerade als ich rübergehen und ihnen eine Ohrfeige verpassen wollte, sprangen sie sofort zur anderen Wand. Sie waren sehr nervig.

Erwachsene Mottenfliegen. Bildnachweis: Lyle J. Buss, UF/IFAS

Darüber hinaus trägt es auch eine Reihe von Krankheitserregern in sich. Einige Wissenschaftler fingen Mottenfliegen, testeten sie und stellten fest, dass sie E. coli und Salmonellen enthielten. Offensichtlich sind Mottenfliegen, wie Mücken und Fliegen, Schädlinge für den Menschen.

Ärgerlich ist, dass, solange Türen und Fenster geschlossen sind, Mücken und Fliegen praktisch nicht mehr hineinfliegen. Anders verhält es sich jedoch bei Mottenfliegen. Egal, wie fest Sie die Türen und Fenster schließen, es nützt nichts, denn die Fliegen fliegen aus der Kanalisation hoch.

Wenn Sie es nicht glauben, können Sie Klebeband auf die Oberseite des Abwasserkanals kleben, es nach einem Tag wieder entfernen und wahrscheinlich feststellen, dass Mottenfliegen daran festhängen. Bildquelle: Referenz [2]

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Warum halten sich Fliegen gerne in der Kanalisation auf?

Denn beim Abwaschen gelangen allerlei kleine Küchenabfälle in die Kanalisation. Dabei bleiben zwangsläufig Speisereste und organische Stoffe an der Rohrwand hängen und bilden einen klebrigen „Nährstofffilm“ (Biofilm), der zur besten Nahrung für Mottenlarven wird.

Darüber hinaus müssen die Eier der Mottenfliegen an einer feuchten Oberfläche haften bleiben, und die Oberfläche der Abwasserrohrwand ist der Ort, an dem sich Mottenfliegen am wahrscheinlichsten vermehren. Im Allgemeinen legen Mottenfliegen 15 bis 40 Eier auf einmal, manchmal sind es auch Hunderte von Eiern.

Die Eier der Mottenfliegen sind durchscheinend und sehr klein, normalerweise nicht länger als 1 mm.

Der Wachstumszyklus von Mottenfliegen. Bildquelle: Semantic Scholar

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Dann stellt sich die Frage, wann wir spülen

Warum werden diese kleinen Fluginsekten nicht weggespült?

Ein Wissenschaftler (Nathan B. Speirs) war neugierig auf dieses Phänomen und stellte einige Nachforschungen an. Aber man mag es nicht glauben, aber sein Forschungsgebiet ist nicht die Entomologie, sondern die Strömungsmechanik.

Um die Körperoberfläche und Haarstruktur von Mottenfliegen besser zu verstehen, untersuchte er nach Erhalt der Versuchsproben zunächst die morphologischen Merkmale der Mottenfliegen mit einem Elektronenmikroskop.

Nach mehrmaliger Vergrößerung durch die Linse eines Elektronenmikroskops wurden die Details der Falterflügel immer deutlicher. Bildquelle: Referenz [3]

Durch wiederholtes Vergrößern durch die Linse eines Elektronenmikroskops können wir deutlich erkennen, dass die Flügel der Fliege mit dicht gepackten Widerhaken bedeckt sind, wobei der Abstand zwischen den einzelnen Widerhaken etwa 4,28 Mikrometer beträgt. Auch an den Flügelrändern befinden sich feine Härchen, die im vergrößerten Zustand jeweils eine stachelige Struktur aufweisen.

Die Haare am Flügelrand und die Widerhaken an den Haaren, Bildquelle: Referenz 3

Die gleiche stachelige Struktur findet sich auch auf dem Beinhaar:

Die stachelige Struktur an den Beinhaaren der Mottenfliegen ist deutlich zu erkennen. Bildquelle: Referenz 3

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Welchen Nutzen haben die dicht gepackten Widerhaken am ganzen Körper der Mottenfliege?

Sicher ist, dass die Widerhaken nicht der Abwehr potenzieller Fressfeinde dienen, da die mikrometergroßen Widerhaken kaum jemanden verletzen können.

Die eigentliche Funktion der Widerhaken besteht darin, die Oberfläche der Mottenfliege superhydrophob zu machen. Hydrophobie und Hydrophilie sind Gegensätze. Unter „Hydrophilie“ versteht man vereinfacht eine Affinität zu Wasser und die gegenseitige Anziehung, während „Hydrophobie“ eine Wasserabweisung bedeutet.

Die Eigenschaft der Lotusblätter, dass sie trotz ihres Wachstums aus Schlamm unbefleckt bleiben, hängt mit den hydrophoben Strukturen auf den Lotusblättern zusammen. Konkret handelt es sich bei diesen hydrophoben Strukturen um die große Zahl mikrometergroßer wachsartiger Mikroemulsionsstrukturen auf der Oberfläche der Lotusblätter.

Wachsartige Mikroemulsionsstruktur im Mikronbereich auf der Oberfläche von Lotusblättern. Bildquelle: Barthlott

Jede Papille ist mit einer großen Zahl fein verzweigter Strukturen im Nanomaßstab ausgestattet. Bildquelle: Barthlott

Darüber hinaus befinden sich auf den Lotusblättern viele wachsartige Mikroröhren:

Wachsartige Mikrotubuli auf Lotusblättern. Bildquelle: Barthlott

Es sind diese dicht gepackten Mikrovorsprünge auf dem Lotusblatt, die dafür sorgen, dass die Wassertropfen in dem Moment, in dem sie das Lotusblatt berühren, nahezu kugelförmig werden. Sie können in alle Richtungen rollen und den Staub von der Oberfläche des Lotusblattes entfernen, ohne Spuren zu hinterlassen.

Der Unterschied zwischen einer normalen Oberfläche (links) und einer hydrophoben Oberfläche (Mitte und rechts). Wenn ein Wassertropfen eine Oberfläche berührt, ist der Neigungswinkel größer als 90 Grad, was als hydrophobe Struktur bezeichnet wird. Liegt sie über 150 Grad, spricht man von einer superhydrophoben Struktur. Bildquelle: Wikipedia

Dasselbe Prinzip gilt für die mikrometergroßen Widerhaken am Körper der Mottenfliege, allerdings reicht eine mikroproximale Struktur allein nicht aus, auch das Material muss mithalten.

Die Oberflächen hydrophober Materialien haben eines gemeinsam: eine niedrige Oberflächenenergie.

Wenn die Oberflächenenergie eines Materials sehr hoch ist, bedeutet dies, dass es an seiner Oberfläche stärkere chemische Bindungen aufweist und daher leichter Flüssigkeit anzieht, um die Oberfläche zu benetzen. Bei niedriger Oberflächenenergie ist es nicht leicht, die Oberfläche zu benetzen. Dies ist das Prinzip der Hydrophobie von Materialien mit niedriger Oberflächenenergie.

Die Abbildungen zeigen Nichtbenetzung (Kontaktwinkel von 180°), Benetzung (Kontaktwinkel < 90°) und vollständige Benetzung (Kontaktwinkel von 0°). (Der Kontaktwinkel ist der Winkel, der die Grenzfläche zwischen Feststoff und Flüssigkeit sowie die Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Gas verbindet), Bildquelle: Wikipedia

Die feinen Härchen auf der Oberfläche von Mottenfliegen bestehen hauptsächlich aus Chitin, einer Substanz mit geringer Oberflächenenergie. Sie ist daher stark wasserabweisend und nur in bestimmten Lösungsmitteln löslich.

Nach Berechnungen wurde festgestellt, dass die hydrophobe Struktur auf der Oberfläche der Mottenfliege einen Kontaktwinkel von 175° erzeugen kann, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommt. Dies ist nicht nur eine hydrophobe Struktur, sondern auch eine superhydrophobe Struktur.

Um dies zu überprüfen, führten Wissenschaftler zwei kleine Experimente durch:

Was passiert, wenn ein Tropfen Wasser auf eine Fliege gegeben wird? Bildquelle: Referenz [3]

Geben Sie zunächst einen Tropfen Wasser auf die Fliege. Man erkennt, dass ein Kontaktwinkel von 175° entsteht. Das Wasser bleibt nicht daran haften, sondern verwandelt sich in Tropfen und perlt ab.

Obwohl die Oberfläche von Mottenfliegen hydrophob ist, ist sie nicht oleophob. Wie bereits erwähnt, ist Chitin in bestimmten Lösungsmitteln löslich. Daher besteht das zweite Experiment darin, einen Tropfen Silikonöl auf die Fliege zu geben, wodurch der Körper der Fliege sofort durchnässt wird.

Ein Tropfen Silikonöl wird auf eine Mottenfliege gegeben. Bildquelle: Referenz [3]

Die Wechselwirkung zwischen Wassertropfen und den Haaren auf dem Körper der Mottenfliege lässt sich unter einem Elektronenmikroskop deutlicher beobachten. Bildquelle: Referenz [3]

Aus diesem Grund haben Mottenfliegen keine Angst vor Wasser, da ihre Körperoberfläche eine extrem wasserabweisende Struktur aufweist.

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Wenn Mottenfliegen auf Wasser treffen

Ist es völlig unbesiegbar?

Es ist auch nicht völlig unbesiegbar.

Um die Fliegen anzugreifen, verwendeten die Wissenschaftler drei verschiedene Wasserarten.

Das erste sind Wasserperlen. Werden Fliegen kontinuierlich mit Wassertropfen besprüht, können sie ihren Körper fast immer trocken halten und den gefährlichen Situationen entkommen, in denen sie von Wassertropfen getroffen werden.

Wenn Mottenfliegen auf Wassertropfen treffen, sind sie keinem großen Druck ausgesetzt. Bildquelle: Referenz [3]

Die zweite ist Wassernebel. Wassernebel besteht aus vielen Wassertröpfchen mit einem Durchmesser von weniger als 4,5 Mikrometern. Wenn diese winzigen Wassertropfen mit der Körperoberfläche von Mottenfliegen in Kontakt kommen, haben sie nahezu keine Wirkung auf sie. Sie schlagen mit den Flügeln, um die Wassertropfen abzuschütteln, und fliegen davon.

Wassernebel hat auf Mottenfliegen nahezu keine Wirkung. Bildquelle: Referenz [3]

Der dritte ist der Wasserfluss. Wenn das Wasser auf die Fliegen trifft, taucht es sie für einen Moment unter, aber sie schwimmen schnell an die Oberfläche und entkommen. Wenn der Wasserstrahl jedoch lange genug anhält und sie länger als 5 Stunden im Wasser bleiben, können sie ertrinken. Im Experiment spülten die Wissenschaftler die Fliegen fünf Stunden lang mit fließendem Wasser weg, wodurch zwei von vier Fliegen ertranken.

Obwohl die Fliege für einen Moment unter die Wasseroberfläche geweht wurde, stieg sie bald wieder auf und flog davon. Bildquelle: Referenz [3]

Dies zeigt, dass Mottenfliegen über eine starke Anpassungsfähigkeit gegenüber verschiedenen Formen der Bedrohung durch Wasser verfügen. In der Praxis ist es jedoch nicht praktikabel, einen Wasserhahn mehrere Stunden lang laufen zu lassen, weshalb die Mottenfliegen an den Wänden der Abwasserrohre nicht weggespült werden.

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Wie können wir diese kleinen fliegenden Insekten ausrotten?

Wer die lästigen Fliegen loswerden will, muss ihnen zunächst ihre Nahrungsquelle, den „Nährstofffilm“ an den Wänden der Abwasserrohre , entziehen. Am einfachsten geht das, indem Sie es zunächst mit einer Bürste abkratzen und dann mit frisch abgekochtem Wasser ausspülen (1 Woche lang 1 bis 2 Mal täglich in den Abfluss gießen).

Abbildung zum Entfernen kleiner Fluginsekten. Bildquelle: Treehugger

Das Wichtigste ist, daran zu denken, Ihre Abflüsse regelmäßig zu reinigen. Seien Sie nicht nachlässig!

Quellen:

[1]https://wiki.nus.edu.sg/display/TAX/Clogmia+albipunctata+-+Bathroom+fly

[2] Griffith T, Gillett-Kaufman J. Drain Fly Psychoda spp.(Insecta: Diptera: Psychodidae): EENY716/IN1226, 10/2018[J]. EDIS, 2018, 2018(6)

[3] Speirs NB, Mahadik GA, Thoroddsen S T. Wie es Schmetterlingsmücken gelingt, fast nie weggespült zu werden[J]. Scientific Reports, 2020,10(1):17829.

Autor: Su Chengyu

Dieser Artikel wurde von Science Popularization China erstellt und von der China Science Popularization Expo betreut.

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