Die biologische und aerodynamische Bedeutung kleiner Körpergrößen für den Flug von Insekten

• Antragsteller: Professor Dr. Fritz-Olaf Lehmann
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere ; Biologie des Verhaltens und der Sinne ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407145837

Im Laufe der Evolution haben zahlreiche Insektenarten ihre Körpergröße auf weniger als einen Millimeter reduziert. Die Fähigkeit dieser Tiere aktiv zu fliegen ist bemerkenswert, da die hohe viskose Reibung zwischen Luft und Körper eine Fortbewegung in der Luft massiv erschwert und zu hohen energetischen Kosten führt. Infolge einer verringerten Anzahl von Rezeptoren und Neuronen verursacht Miniaturisierung eines Körpers überdies physiologische Zwänge auf das sensomotorische Flugsystem und somit auf die Verarbeitung sensorischer Informationen. Eine reduzierte sensorische Kapazität begünstigt Ungenauigkeiten in der motorischen Reaktion während der Flugkontrolle und bei Turbulenz induzierten Körperlagereflexen. Obwohl Miniaturinsekten sowohl landwirtschaftliche Schädlinge sind, als auch zur Schädlingsbekämpfung eingesetzt werden, sind die Mechanismen mit denen aerodynamische, energetische, als auch physiologische Beschränkungen überwunden werden, nur wenig verstanden. Ziel des Forschungsantrags ist es, Flugkontrolle, Flugverhalten, Muskelenergetik und strömungsmechanische Vorgänge in vier Arten von Miniaturinsekten zu untersuchen, die vier Insektenordnungen repräsentieren. Das Projekt beinhaltet Labormessungen an fixiert- und freifliegenden Tieren, Hochgeschwindigkeitsvideomessungen, Flug im Flugsimulator, Stoffwechselmessungen und Robotik. Ultimatives Ziel des Projekts ist es, ein tiefgehendes Verständnis der Wechselwirkung zwischen physikalischen und physiologischen Grenzen kleiner Körper auf der einen Seite und flugspezifischen, funktionalen Adaptationen auf der anderen Seite im Bereich der Biomechanik und sensorischen Biologie zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländischer Mitantragsteller: Professor Dr. Gal Ribak, Ph.D.