Wie fliegen Insekten?

Wie fliegen Insekten? – Biologie

„Ui, das war knapp. Fast wäre der Käfer auf die Wand gedonnert. Aber er hat gerade noch die Kurve gekriegt.“ Ja, Insekten sind richtige Flugkünstler, wenn sie genauer betrachtet werden. Sei es auf dem Flug zum Futter und zurück zum Unterschlupf, einem abkühlenden Flug in der Sommersonne, beim Hochzeitsflug oder einfach beim Schwärmen mit Artgenossen. Aber wie bekommen die Insekten es hin, so zu fliegen? Und warum fliegen Insekten nachts ins Licht? Diese Fragen und noch einige mehr werden hier geklärt.

Wie können Insekten fliegen?

Flugfähige Insekten besitzen meist zwei Flügelpaare. Diese können unterschiedlich ausgebildet sein – zum Beispiel zwei vollständig entwickelte Flügelpaare, ein vollständig entwickeltes Paar mit einem Paar Schwingkölbchen (Halteren) oder Deckflügel. Flügel können mit Schuppen, Härchen, gefiedert oder glatt vorkommen. Manche sind gefärbt, gemustert oder durchsichtig. Die Flügel sind mit Flügeladern aus Tracheen und Nerven durchzogen. Tracheen sind Röhren zum Luftaustausch. Durch sie können Insekten atmen – es ist also ihr Atmungssystem.

Die Flügel sind mit dem Exoskelett des Insekts verbunden, das aus Chitin besteht und sich aus der Rückenplatte und der Bauchdecke zusammensetzt. Im Körper selbst befinden sich sehr viele Muskeln, um diese zu bewegen und zu steuern.
Um sich in der Luft bewegen zu können, müssen sie mit ihren Flügeln eine Luftkraft erzeugen. Dabei setzt sich diese aus dem Hub und dem Vortrieb zusammen. Je nachdem welches stärker ausgerichtet wird, kann das Insekt durch den erzeugten Hub nach oben oder durch den Vortrieb in eine vorwärts gerichtete Richtung fliegen.

Wenn Insekten mit Muskelkraft abheben

Die Muskeln für das Fliegen selbst werden Senker und Heber genannt. Sie bestehen aus je zwei Muskelpaaren. Die Senker verlaufen längs im Körper vom Rumpf (Thorax) bis zum Hinterleib (Abdomen). Wenn sie sich zusammenziehen, bewegen sich die Flügel nach unten. Die Heber verlaufen senkrecht im Körper vom Rücken zur Brust. Ziehen sie sich zusammen, findet eine Muskelkontraktion statt und die Flügel bewegen sich nach oben. Senker und Heber werden daher als sogenannte Gegenspieler bezeichnet.

Je nach Insekt erfolgt der Startmechanismus zum Fliegen unterschiedlich. Käfer zum Beispiel erhalten die Starterlaubnis aus dem „Tower“, also dem Oberschlundganglion (Gehirn), das den Befehl zum Fliegen gibt. Um sich für den Abflug startklar zu machen, breiten sie ihre Flügel aus und ziehen rhythmisch pumpend den Körper zusammen, der „Motor“ wird angeworfen. Dies führt zu einer stärkeren Belüftung in den Tracheen und zu mehr Sauerstoff im Blut. Anschließend fangen die Käfer an, die Flügel zu bewegen, und warten auf der Startbahn auf das Signal „Abheben“ aus dem Tower. Dann fliegen sie mit schnellem Flügelschlag los.

Indirekte Flugmuskulatur

Sind Senker und Heber mit dem Chitinskelett verbunden und nicht direkt mit dem Flügel, zählen sie zur indirekten Flugmuskulatur. Sie erzeugen durch die abwechselnden Kontraktionen das Zusammenziehen des Skeletts. Eine Entspannung nach der Kontraktion erfolgt automatisch durch die Überdehnung des Muskels. Da der Flügelschlag nur durch die Bewegung des elastischen Skeletts erzeugt wird, spricht man von einer indirekten Flugbewegung. Wir finden diese bei allen kleinen Insekten wie zum Beispiel den Eintagsfliegen (Ephemeroptera) oder den Neuflüglern (Neoptera).

Direkte Flugmuskulatur

Zur direkten Flugmuskulatur zählen alle Muskeln, die direkt mit dem Flügel verbunden und für dessen Bewegungsabläufe zuständig sind. Bei größeren Insekten wie den Libellen (Ordonata) oder den Heuschrecken (Ensifera) sind dies Senker und Heber. Auch weitere Muskeln, die die Flugrichtung steuern, die Feinkontrolle der Flügelstellung und Flügelbewegungen koordinieren, gehören bei vielen Insekten dazu.

Wie Fliegen fliegen

Wie kann eine Fliege fliegen? Für den Flügelschlag müssen auch hier die Muskeln kräftig arbeiten. Die Bewegung der Flügel erfolgt vertikal – bei waagerechter Flügelhaltung. Werden die Flügel nach oben bewegt, erfolgt die Richtung von unten vorne nach hinten oben. Bei der Abwärtsbewegung von oben hinten nach vorne unten, wie es in der Abbildung eingezeichnet ist.

Mit dieser Methode gewinnt die Fliege einen maximalen Vortrieb mit einem minimalen Abtrieb bei sehr geringem Luftwiderstand. Zudem muss die Flugmuskulatur nur zwei große Vorderflügel antreiben, das hintere Flügelpaar ist zu Schwingkölbchen umgebildet und stabilisiert den Flug.

Wie startet eine Fliege? Um von der Startbahn losfliegen zu können, springt eine Fliege in die Luft und fängt augenblicklich an, mit den Flügeln zu schlagen. Erst in der Luft wird der Motor für die Muskulatur eingeschaltet. Dementsprechend setzt der Motor aus, wenn die Beine der Fliegen den Untergrund berühren. Dies funktioniert über ein Sensorsystem in den Füßen. Motor aus bei einem Bein-Untergrund-Kontakt, Motor an ohne Kontakt zwischen den Füßen und dem Untergrund.

Insekten – unterschiedliche Flugtechniken

Mit der Evolution und Entwicklung der unterschiedlichsten Flügel haben die Insekten sehr geschickte Flugtechniken entwickelt. Beim Insektenflug wird zwischen dem Segel-, Schnell- und Schwebeflug unterschieden.
Eine Methode, um an Höhe zu gewinnen, ist das Hochschrauben. Dabei fliegen einige Insekten in kreisförmiger Flugbahn nach oben. Bei einem ganzen Schwarm an Fliegen sieht das aus wie ein „Insekten-Tornado“. Sie nutzen den dadurch erzeugten Auftrieb, um Kraft zu sparen.
Bei Libellen bewegen sich beide Flügelpaare getrennt voneinander. Dies ermöglicht eine sehr gute Flugkunst mit zusätzlicher Steuerung in der Luft. Häufig auch erkennbar an dem teils abrupten Wechsel der Flugrichtung.
Schmetterlinge erzeugen durch verhärtete Kanten der Vorderflügel einen Luftwirbel. Beim Aufschlag wirkt der Wirbel als zusätzlicher Auftrieb.
Den Schwebfliegen ermöglichen spezielle Flügelbewegungen auch einen Rückenflug. Sie betrachten die Welt auf dem Kopf.
Außerdem beherrschen Insekten Luftkampftechniken. Libellen haben ihre Flugweise optimiert, um ihre Überlebens- und Fortpflanzungschancen zu erhöhen. Ihre Flugtechnik ermöglicht, einen konstanten Abstand zwischen dem Komplexauge und dem Opfer zu simulieren. So wird der Angriff der Libelle nicht als Angriff wahrgenommen.

Wissenswertes rund um den Insektenflug

In diesem Abschnitt erhältst du ein paar interessante Eckdaten zum Insektenflug und erfährst, warum Insekten nachts ins Licht fliegen.

Wie schnell fliegen Insekten?
Eines der schnellsten Insekten ist die Schwebfliege. Sie erreicht Geschwindigkeiten von bis zu $25$ Kilometer pro Stunde. Getoppt wird diese aber durch einige Schmetterlingsarten, die mit $54$ Kilometer pro Stunde durch die 30er-Zone fliegen. Sie kassierten wegen überhöhter Geschwindigkeit ein Flugverbot von zwei Monaten. Immer diese Raser.

Wie weit fliegen Insekten?
Insekten können Strecken zwischen mehreren Hundert Metern bis zu Tausenden Kilometern zurücklegen. Ein Beispiel ist der Monarchfalter, der als Langstreckenflieger bekannt ist und $4 000$ Kilometer und mehr in seinem Leben fliegt.

Wie hoch können Insekten fliegen?
Wie hoch Insekten fliegen, kommt auf die Art des Insekts an. Auch hier sind die Schmetterlinge wieder die Spitzenreiter. Der Kleine Fuchs erhielt eine Goldmedaille für den Weltrekord für eine erreichte Flughöhe von $5 791$ Metern.

Welche Insekten fliegen jetzt?
Zu den flugfähigen Insekten zählen, mit einzelnen Ausnahmen, die Käfer, Schmetterlinge, Zweiflügler wie Mücken und Fliegen, Hautflügler wie Wespen und Hummeln, Heuschrecken, Fransenflügler, Libellen, Ameisen im Hochzeitsflug, Kakerlaken, Zikaden, einige Blattläuse und viele mehr.

Welche Insekten fliegen im Winter?
Zu den winteraktiven fliegenden Insekten zählen einige Köcherfliegen, viele Winter- und Stelzmücken sowie Weichkäfer, Schneefliegen und verschiedene Schnabelfliegen. Besonders wenn Schnee liegt und die Temperaturen über dem Gefrierpunkt liegen, können auf der weißen Decke die aktiven Tiere leicht beim Ausruhen entdeckt werden.

Warum fliegen Insekten ins Licht?
Nachtaktive Insekten orientieren sich beim Fliegen am Mond. Ihre Flugrichtung ist dabei in einem bestimmten Winkel zum Mond ausgerichtet. Da dieser aufgrund seines Abstands zur Erde nie erreicht werden kann, geschieht den Insekten nichts. Sehen sie nun eine Straßenlaterne, die viel heller als der Mond scheint, werden sie irritiert und abgelenkt. Bei einer künstlichen Lichtquelle geraten sie durch das Einhalten ihres Flugwinkels zum Licht zu nah an die Lampe. So sterben viele Insekten an Erschöpfung, da sie keinen Ausweg aus der Lichtquelle finden oder verbrennen.

Fliegende Insekten bestimmen

Sollen Insekten auf ihre Gattung oder Art bestimmt werden, helfen ihre Flügel. Bereits durch die Flügeladerung (betrachtet unter der Lupe) kann ein Insekt in die Familie eingeteilt werden. Bei charakteristischen Merkmalen, wie zum Beispiel der Farbe und Musterung der Flügel bei Schmetterlingen oder Käfern, lässt sich mit bloßem Auge die Art erkennen.

Insektenflug – Zusammenfassung

Einfach erklärt fliegen Insekten durch die Muskeltätigkeit im Körper, die die Flügel auf indirekter oder direkter Weise bewegen. Die zuständigen wichtigsten Muskeln sind der Senker für das Senken der Flügel und der Heber für das Anheben der Flügel. Je nach Bauweise der Insekten und der Flügel können die unterschiedlichsten Flugmanöver durchgeführt werden. Die Flügel der Insekten können auch der Kommunikation, der Paarung oder zum Schutz dienen.

Als interessante Erweiterung deiner Kenntnisse kannst du dir auch die Videos Bau der Insekten, Sinnesorgane der Insekten oder Bionik anschauen. Mit deinem hier erworbenen Wissen kannst du zum Flug der Insekten das Arbeitsblatt lösen. Viel Spaß dabei!