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Robuster Käfer : Ein fast unverwüstlicher Sechsbeiner

Der eisengepanzerte Käfer (Phloeodes diabolicus) ist fast nicht zu knacken. Bild: David Kisailus

Der diabolische eisengepanzerte Käfer besitzt einen ungewöhnlich stabilen Panzer. Sogar der stärksten Belastung hält er stand. Forscher sind dem Rätsel nachgegangen.

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          Kein Käfer ist robuster als er: Selbst wenn ein Auto über ihn rollt, krabbelt er anschließend einfach weiter, als sei nichts gewesen. Und Insektensammler haben ihre Mühe, wollen sie seinen Panzer mit einer Nadel durchstechen, um ihn für ihre Schaukästen zu präparieren. Der diabolische eisengepanzerte Käfer (Phloeodes diabolicus) macht seinem Namen alle Ehre.

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Eine amerikanisch-japanische Forschergruppe hat nun untersucht, warum der Panzer dieses rund zwei Zentimeter großen Insekts so stabil ist. Danach beruht die Widerstandsfähigkeit auf einer speziellen Architektur des Rückenpanzers. Die Erkenntnisse könnten, so schreiben die Forscher um David Kisailus von der University of California in Irvine in der Zeitschrift „Nature“, zu stabileren Materialien für die Luft- und Raumfahrt oder den Fahrzeugbau führen.

          Querschnitt durch das Exoskelett des diabolischen eisengepanzerten Käfers. Deutlich zu sehen ist die Nahtstelle, an der die beiden Deckflügel aneinander stoßen und wie Puzzlesteine verhakt sind.
          Querschnitt durch das Exoskelett des diabolischen eisengepanzerten Käfers. Deutlich zu sehen ist die Nahtstelle, an der die beiden Deckflügel aneinander stoßen und wie Puzzlesteine verhakt sind. : Bild: David Kisailus

          Phloeodes diabolicus, der im Südwesten der Vereinigten Staaten beheimatet ist, unter der Rinde von Eichen lebt und sich von Pilzen ernährt, stellt sich wie viele andere Käfer einfach tot, wenn Gefahr droht. Dann wirkt er durch sein Äußeres wie ein Stein. Sein Manko, dass er nicht wegfliegen kann, macht er mit seinem stabilen Exoskelett wett. Mechanische Tests haben gezeigt, dass der Panzer noch einer Last standhält, die fast dem 39.000-fachen seines Körpergewichts entspricht. Zum Vergleich: Der Herkuleskäfer (Dynastes hercules), der als einer der stärksten Käferarten gilt, kann nur das rund 850-fache seines eigenen Körpergewichtes tragen.

          Mit einem hochauflösenden Mikroskop und verschiedenen spektroskopischen Verfahren entlockten die Forscher um Kisailus dem Chitinpanzer das Geheimnis für dessen Stabilität. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Hauptursache bei den beiden Deckflügeln, die üblicherweise die feinen Flugflügel schützen, zu suchen ist. Die dünnen Schichten des Flügelpaares sind, dort wo sie aufeinandertreffen, wie Puzzlesteine ineinander verzahnt (siehe Abbildung). Unter Belastung verschieben sich die dünnen Schichten gegeneinander und verhindern so das Zerbrechen des Panzers. Die Energie wird auf diese Weise gleichmäßig auf das Exoskelett verteilt.

          Der gesamte Panzer wirkt durch seinen Aufbau wie eine Art Stoßdämpfer und schützt den ganzen Körper des Käfers. Ein weiterer Pluspunkt ist, so die Forscher, der höhere Proteingehalt der Deckflügel im Vergleich zu anderen Käferarten. Das machte sie stabiler. „Der teuflische eisengepanzerte Käfer kann nicht wegfliegen. Also bleibt er, wo er ist, und erduldet in seiner speziellen Rüstung den Angriff eines Räubers, bis dieser ablässt“, sagt Kisailus.

          Die Forscher haben die Puzzle-Mechanik des Exoskeletts mit gängigen Materialien – einem kohlefaserverstärkten Kunststoff und Aluminium – nachgebaut und sich so von dessen Stabilität selbst überzeugt.

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