Synchronisiert Beine

Zahnrad verhilft Zikadenart zu perfektem Sprung

Zahnräder gelten als eine menschliche Erfindung, doch wie englische Forscher jetzt herausgefunden haben, gibt es sie im Tierreich schon lange. Sie haben an den Hinterbeinen von jungen Käferzikaden eine Struktur (Bild) entdeckt, die ähnlich wie zwei Zahnräder ineinandergreift und dafür sorgt, dass sich die Beine beim Sprung synchron bewegen.

Ein Team um Malcolm Burrows von der University of Cambridge entdeckte die frappant an Zahnräder erinnernde Struktur (im Bild eine elektronenmikrospopische Aufnahme). Sie zählten am Schenkelring von jungen Echten Käferzikaden (Bild) zehn bis zwölf ineinandergreifende, winzige Zähnchen aus Chitin, die die beiden Hinterbeine miteinander verbinden.

Mithilfe von Hochgeschwindigkeitskameras konnten die Wissenschaftler beobachten, dass diese Verzahnung den Tieren ermöglicht, die Hinterbeine beim Sprung nahezu synchron zu bewegen (siehe Video). Das verhindert, dass sich ein Bein früher bewegt und die Zikaden schief abspringen, und optimiert gleichzeitig ihre Sprungkraft. "Das Skelett wird dazu genutzt, ein komplexes Problem zu lösen, das Gehirn und Nervensystem nicht lösen können", so Burrows.

(Bild: University of Cambridge/Malcolm Burrows)

Mikro-Zahnräder nur bei Jungtieren
Allerdings sind die mikroskopisch kleinen Zahnräder nur bei Jungtieren (im sogenannten Nymphenstadium) zu finden. Mit der letzten Häutung der Insekten, die ausgewachsen eine Körperlänge zwischen 5,5 und sieben Millimetern erreichen, verschwinden sie. Unklar ist noch, warum. Die Biologen vermuten, dass die höchsten 0,03 Milimeter hohen Zähnchen aus Chitin zu filigran und das System dadurch anfällig ist. Schon wenn ein Zahn abbreche, leide der komplette Mechanismus. Solange sich die jungen Tiere häuten, lasse sich der Schaden noch beheben, bei ausgewachsenen Tieren aber nicht mehr, schreiben die Forscher im Fachjournal "Science".