image: This is the 3-D-reconstruction of a head of a Death's head hawk moth based on computer tomograph data. The white arrows mark the movements of the muscles when air is inhaled. In the process, the front gullet (green) is extended and air (blue arrow) is sucked in through the thereby created vacuum . The air passes a flap, the so-called epipharynx (red). The flap is pressed against the incoming air by muscle power. As a consequence the flap starts to vibrate in the air stream and a sound is produced. view more
Credit: Illustration: Phyletic Museum/FSU Jena
Diese Pressemitteilung ist verfügbar auf Englisch.
Ihre Ankunft galt als böses Omen: Wegen der totenkopfartigen Zeichnung auf dem Rücken wurde früher der Totenkopffalter (Acherontia atropos) gefürchtet. Dabei ist der große Schmetterling mit den dunklen Vorderflügeln und der beige-gelben Zeichnung in mehrfacher Hinsicht außergewöhnlich: Die Tiere wandern alljährlich aus Afrika nach Europa ein und suchen Bienenstöcke auf, aus denen sie mit ihren kurzen Rüsseln Honig stehlen. Werden die Falter gereizt, so geben sie rhythmisch quietschende Geräusche von sich. Mit dieser einmaligen Art der Lauterzeugung haben sich nun Wissenschaftler der Universitäten Jena und Kiel, der Ernst-Abbe-Hochschule Jena und des Universitätsklinikums Jena genauer beschäftigt. Die Ergebnisse der gemeinsamen Forschung sind jetzt im Fachmagazin "The Science of Nature" (Naturwissenschaften) erschienen (DOI: 10.1007/s00114-015-1292-5).
"Der Totenkopffalter erzeugt seine Laute nach einem ähnlichen Prinzip wie ein Akkordeon", erläutert Dr. Gunnar Brehm, der die Untersuchungen leitete. Die gefaltete Decke des Falter-Schlundes wird mit Hilfe von Muskeln hochgezogen, wobei ein Vakuum entsteht, so dass Luft eingesaugt wird. Die Luft strömt dann durch Rüssel und Mund des Falters und bringt dabei eine kleine Platte zum Vibrieren, wodurch ein Ton erzeugt wird. Anschließend wird die Luft wieder ausgestoßen, wobei ein anderes, pfeifendes Geräusch entsteht. Das Ein- und Ausblasen passiert allerdings sehr viel schneller als beim Akkordeon und dauert nur eine Fünftelsekunde.
Kopf aus Schlund und Muskeln
Das Wissenschaftlerteam ist der Lauterzeugung mit Hilfe von Computer-Tomographen, eines Mammographie-Gerätes und mit Hochgeschwindigkeitskameras auf den Grund gegangen. Die entstandenen Bilder zeigen eindrucksvoll das Innere des Kopfes der Falter, das hauptsächlich aus Schlund und Muskeln besteht. Zudem wurden die Falter im Akustik-Labor untersucht. Dort konnte ermittelt werden, dass die Falter sowohl im menschlich hörbaren Bereich als auch im Ultraschallbereich bis über 60 Kilohertz Laute erzeugen. Der Rüssel der Falter dient dabei als Resonanzkörper.
Mit der Quietscherei, so vermuten die Wissenschaftler, wollen die Falter ihre Fraßfeinde erschrecken. Zumindest bei Menschen funktioniert es, berichtet Zoologe Brehm: Wer unbedarft einen Falter anfasst, der sich dann plötzlich bewegt und quietscht, zieht intuitiv seine Hand weg - und das könnte ein kleiner selektiver Vorteil in der Evolution sein. "Eigentlich muss man sich fragen, warum andere Falter nicht auch quietschen, denn anatomisch sind Totenkopffalter und nicht quietschende Verwandte sehr ähnlich", so Brehm.
Anlass für die Forschungskooperation war die aktuelle Sonderausstellung im Phyletischen Museum der Uni Jena über "Falten in Natur und Technik". Dort geht es auch darum, Parallelen zwischen Natur und Technik bei Musikinstrumenten aufzuzeigen. Diese Schau wird noch bis Anfang September in Jena gezeigt.
Original-Publikation:
Gunnar Brehm, Martin Fischer, Stanislav Gorb, Thomas Kleinteich, Bernhard Kühn, David Neubert, Hans Pohl, Benjamin Wipfler, Susanne Wurdinger: The unique sound production of the Death's-head hawkmoth (Acherontia atropos (Linnaeus, 1758)) revisited, The Science of Nature (Naturwissenschaften), DOI 10.1007/s00114-015-1292-5
Kontakt:
Dr. Gunnar Brehm
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie mit Phyletischem Museum
Vor dem Neutor 1
07743 Jena
Tel.: 03641 / 949184
E-Mail: gunnar.brehm@uni-jena.de