Warum kannst du nicht immer Fliegen fangen?

Heute sprechen wir über ein sehr lästiges kleines Lebewesen: die Fliege. Sie sind im Sommer die unwillkommensten ungebetenen Gäste auf dem Esstisch. Sie können nicht vertrieben oder getötet werden. Wo immer sie sich niederlassen, werden Teller mit Essen aus hygienischen Gründen unbeliebt.

Beim Wettkampfsport Fliegenjagen mit einer Fliegenklatsche ist die Wahrscheinlichkeit, dass Menschen scheitern, weitaus größer als dass sie Erfolg haben. Warum können Fliegen den Menschen besiegen, der behauptet, das intelligenteste Lebewesen der Erde zu sein? Der Grund dafür ist, dass Fliegen über ein Paar Facettenaugen mit sechs Linsen und ein Paar Balancestäbe verfügen, die als „natürliche Navigatoren“ bezeichnet werden können.

1. Weites Sichtfeld von Facettenaugen

Unsere Augen befinden sich an der Vorderseite unseres Kopfes und jedes Auge hat nur ein Paar Netzhautbildgebungssysteme, das als monokular bezeichnet wird. Viele Insekten, darunter auch Fliegen, haben ein Paar riesiger Facettenaugen, die einen großen Bereich des Kopfes einnehmen.

Jedes Facettenauge besteht aus mehreren kleinen Augen. Anzahl, Größe und Form der Ommatidien variieren stark zwischen verschiedenen Insektenarten. Die Facettenaugen von Stubenfliegen bestehen aus 4.000 kleinen Augen, während die Facettenaugen von Schmetterlingen und Motten 28.000 kleine Augen haben. Die Ommatidien der Insekten sind im Allgemeinen sechseckig, während die Facettenaugen der männlichen Schildläuse zahlreiche runde Ommatidien enthalten.

Jedes Ommatidium ist ein unabhängiges Bildgebungssystem, das aus Hornhaut, Linse und Photorezeptorzellen besteht. Die Hornhaut ist ein sechseckiger konvexer Spiegel auf der Oberfläche des Auges, der Licht bündeln kann. Unter der Hornhaut befindet sich eine kegelförmige Linse, die zusammen mit der Hornhaut einen Lichtsammler bildet. Unterhalb des Lichtkollektors befindet sich der Sehnerv.

Verglichen mit dem menschlichen Auge ist das Abbildungssystem jedes Ommatidiums im Facettenauge relativ einfach. Nachdem jedes Ommatidium die Lichtstimulation wahrgenommen hat, kann das durch die Lichtpunkte erzeugte Bild nur noch zwischen Helligkeit und Farbe unterscheiden. Das Insektengehirn ist nicht leistungsfähig genug, um Bilder von den Ommatidien in seinen Facettenaugen zu verarbeiten. Das Facettensehen, das durch die Überlagerung von Ommatidien entsteht, ähnelt eher einem Mosaikbild mit wenigen Pixeln und geringer Bildauflösung.

Warum bestehen Insekten trotz solch offensichtlicher Mängel darauf, Facettenaugen zu entwickeln? Dies hängt mit dem Flug der Insekten zusammen.

Sobald Insekten mit kleinem Körperbau die Fähigkeit des Fliegens beherrschen, erweitert sich ihr Raum für die Nahrungssuche erheblich und auch der Raum, um natürlichen Feinden zu entkommen, vergrößert sich erheblich. Manche Tiere auf der Erde fressen gerne Insekten und für viele Vögel am Himmel sind Insekten sogar die Hauptspeise ihrer Nahrung. Wenn Vögel Insekten jagen, sind sie daran gewöhnt, die Schwerkraft der Erde zu nutzen, um ihren Sturzflug zu beschleunigen. Wenn ein Vogel herabstößt, verdeckt er für Insekten die Sonne, was zu einer direkten Veränderung von Licht und Schatten über den Körpern der Insekten führt.

Obwohl Facettenaugen nur über eine schlechte Abbildungsleistung verfügen, reagieren sie äußerst empfindlich auf Veränderungen der Lichthelligkeit. Jedes kleine Auge kann in sehr kurzer Zeit mit sehr hoher Frequenz auf Veränderungen von Licht und Schatten reagieren. Das normale menschliche Auge kann 24 Bilder pro Sekunde unterscheiden (was auch die Mindestgeschwindigkeit von Zeichentrickfilmen ist), während die Facettenaugen von Insekten etwa 240 Bilder pro Sekunde unterscheiden können.

Daher können die Facettenaugen die Veränderungen von Licht und Schatten mit hoher Frequenz wahrnehmen und die relative Position und Entfernung zwischen sich und dem beobachteten Objekt effektiv berechnen. Daher reagieren Insekten sehr empfindlich auf sich nähernde bewegliche Objekte. Wenn beispielsweise ein Objekt plötzlich auftaucht, haben Bienen nur 0,01 Sekunden Zeit zu reagieren, und Raubinsekten reagieren noch empfindlicher auf bewegte Objekte.

Darüber hinaus verfügen Facettenaugen über ein größeres Sichtfeld. Die Facettenaugen der Fliege können Objekte in einem Umkreis von fast 360 Grad wahrnehmen. Egal aus welcher Richtung Sie sich mit der Fliegenklatsche nähern, die Fliege kann mit ihren Facettenaugen erkennen, wenn Sie sich an sie heranschleichen!

2. Schnelle Startgeschwindigkeit. Der Körper eines Insekts besteht aus drei Teilen: Kopf, Brust und Hinterleib. Der Thorax hat drei Beinpaare und zwei Flügelpaare. Bei Insekten der Ordnung Diptera sind die Hinterflügel jedoch zu hantelförmigen Balancestäben degeneriert, sodass nur noch ein Flügelpaar zum Fliegen übrig ist.

Wenn eine Fliege fliegt, vibriert ihr Balancestab mit einer Frequenz von 300 Mal pro Sekunde. Wenn der Körper kippt und von seiner Bahn abweicht oder sich die Schwingungsebene ändert, wird dies von den Rezeptoren am Schaft des Balancestabs erkannt und an das Nervenzentrum im Gehirn weitergeleitet, wodurch der Körper schnell ausbalanciert und die Bahn korrigiert wird.

Die Balancestange ist für Fliegen ein nützliches Navigationshilfsmittel beim Fliegen. Im Stillstand vibriert die Fliege außerdem regelmäßig am Ausgleichsbalken. Diese regelmäßige Vibration wirkt wie eine Aufwärmübung, die es der Fliege ermöglicht, jederzeit abzuheben. Ähnlich wie bei einem Auto, das an einer Ampelkreuzung auf Grün wartet, wird der Motor nicht abgestellt und sobald die Ampel grün leuchtet, kann zügig weitergefahren werden.

Warum kann ich nicht immer Fliegen fangen? Denn Fliegen sind immer bereit zum Abheben. Gewöhnliche Fliegen gehören zu den Blütenblattfliegen, die schneller abheben als andere Fliegen; der Abhebevorgang dauert durchschnittlich 7,34 Millisekunden. Ein menschliches Blinzeln dauert 300 Millisekunden. Sie können sich also vorstellen, wie schnell eine Fliege davonfliegt.

Wenn die Ausgleichsstange beschädigt ist, werden die Reaktion, die Abhebegeschwindigkeit und die Flugstabilität der Fliege stark reduziert.

Basierend auf dem Prinzip der Fliegenwaage haben Wissenschaftler neue Navigationsinstrumente wie Vibrationsgyroskope entwickelt, die in Flugzeugen, Raketen und anderen Raumfahrzeugen eingesetzt werden. Dadurch kann nicht nur ein gefährlicher Spiralflug verhindert und die Flugstabilität gewährleistet werden, sondern auch ein automatisches Fahren ermöglicht werden.