Tucson - Bombardierkäfer (Brachininae) sind eine, gelinde gesagt, auffällige Unterfamilie der Laufkäfer: Sie besitzen am Hinterleibsende einen Explosionsapparat, aus dem bei Gefahr reizende und übelriechende Gase ausgestoßen werden - wobei ein deutlicher Explosionsknall zu vernehmen ist. US-Forschern ist es nun erstmals gelungen, Licht ins Dunkel dieses bemerkenswerten Verteidigungsmechanismus zu bringen. Ihre Ergebnisse stellen sie im Fachjournal "Science" vor.

Die Bombardierkäfer sind nicht gerade zimperlich. Wenn sie sich bedroht fühlen, wird augenblicklich ein Mechanismus in Gang gesetzt: Mithilfe einer Drüse, die Sekret produziert, einer Sammelblase und einer Explosionskammer am Hinterleib entsteht durch das Mischen reaktiver Chemikalien und Enzyme ein "Sprengstoff". Diese heiße und ätzende Mischung wird - begleitet von regelrechtem "Pulverdampf" - in blitzschnellen Intervallen hinausgeschoßen und zielsicher auf Kontrahenten gerichtet.

Kontrollierte Explosion

Mithilfe einer speziellen Mikroskopietechnik hat das Team um Wendy Moore von der Universität Arizona nun erstmals an lebenden Käfern untersucht, was genau sich bei diesem Vorgang abspielt. "Zu verstehen, wie diese Käfer wiederholte Explosionen erzeugen - und überleben -, könnte beim Design von Explosionsschutz oder von Antrieben helfen", sagte Moore.

Die Explosionskammer der Käfer besteht - wie der Panzer aller Insekten - aus einer stabilen Cuticula aus Chitin, Proteinen und Wachs. Die Forschenden steckten lebende nordamerikanische Bombardierkäfer (Brachinus elongatulus) in einen Synchrotron-Röntgenapparat, der intensivere Röntgenstrahlen erzeugt als herkömmliche Geräte.

In einer isolierten Kammer wurden die Käfer dann per Roboterarm angestupst, was diese mit umgehenden Explosionen quittierten. Während die Hinterteile der Käfer durchleuchtet wurden, filmte eine Kamera mit 2.000 Bildern pro Minute.

Trennende Membran

Den Resultaten zufolge entsteht das pulsierende Gasfeuer, indem ein sehr dünner Teil der Kammerwand durch die Explosion gedehnt wird und die Reaktionskammer dadurch periodisch in zwei Teile trennt. Damit wird der Fluss der reagierenden Chemikalien abgeschnitten. Entspannt sich das Häutchen, wird das Ventil wieder geöffnet.

Es handle sich dabei also um einen passiven Prozess, der nicht durch Muskelkontraktionen gesteuert wird, wie Biologen bisher angenommen hätten, schließen die Forschenden. Moore vermutet, dass der Nutzen dieser Konstruktion darin liegt, dass die Käfer damit trotz kleiner Körpergröße eine hohe Explosionsenergie erzielen können. (APA/red, derStandard.at, 1.5.2015)