Der Herkuleskäfer (Dynastes hercules) ist ein Gigant. Mit einer Körperlänge von bis zu 17 Zentimetern und einer Flügelspannweite von mehr als 20 Zentimetern zählt er neben dem Riesenbockkäfer zu den größten lebenden Käferarten. Die Männchen tragen ein gewaltiges Horn, das den größten Teil des Körpers ausmacht. Dynastes ist zudem das „stärkste“ Lebewesen, schließlich kann er das rund 850-Fache seines eigenen Körpergewichtes tragen.

Doch dessen nicht genug: Der Herkuleskäfer ist obendrein ein Verwandlungskünstler. Abhängig von der Luftfeuchtigkeit ändert sich nämlich die Farbe seines Panzers. Je feuchter die Luft ist, desto dunkler färbt sich dieser. So erscheint der in den Tropen Mittel- und Südamerikas beheimatete Käfer bei niedriger Feuchtigkeit grünlich und bei einer Feuchtigkeit größer als 80 Prozent schwarz.

Käferpanzer unter der Lupe

Über die physikalischen Ursachen des Phänomens haben die Biologen lange spekuliert. Physiker von der Universität Namur in Belgien konnten das Rätsel nun lüften. Die Forscher um Marie Rassert analysierten mit der Rasterelektronenmikroskopie die Beschaffenheit des Chitinpanzers eines männlichen Exemplars von Dynastes aus Ecuador. Sie entdeckten eine recht poröse Schicht drei Mikrometer unterhalb der äußeren Wachshülle des Panzers. Diese besteht aus einem regelmäßigen Geflecht von kleinen, senkrecht zum Panzer orientierten Säulen und dazu parallel verlaufenden dünnen Fasern. Eine ähnliche periodische Struktur findet man auch bei den Flügeln des tropischen Morpho-Falters, der abhängig vom Lichteinfall in verschiedenen Farben schimmert.

Mit einem Spektralfotometer untersuchten Rassart und ihre Kollegen anschließend, was mit dem einfallenden Licht an dieser Schicht geschieht („New Journal of Physics“, doi: 10.1088/1367-2630/10/3/ 033014). Danach wird es im trockenen Zustand an der porösen Schicht so reflektiert, dass es sich mit dem einfallenden Licht überlagert. Dadurch kommt die grüne Färbung des Käfers zustande. Als die Forscher den Insektenpanzer befeuchteten, sickerte Wasser durch die brüchige Hülle in die unteren Schichten und füllte die Poren. Nun wurde kein Licht mehr zurückgeworfen, und die Flügeldecke war schwarz.

Tarnung oder Wärmespeicher?

Unklar bleibt allerdings weiterhin, welchen Vorteil der Herkuleskäfer aus seiner besonderen Fähigkeit zieht. Einige Forscher vermuten, dass der Farbwechsel des Panzers als Tarnung dient. So ist der Käfer in der Nacht schwarz, wenn die Luftfeuchtigkeit hoch ist, während er am trockenen Tag grün erscheint und so im Blätterwald für seine Feinde weniger gut sichtbar ist. Andere Wissenschaftler glauben dagegen, dass die Ursache im Wärmeaustausch mit der Umgebung zu suchen ist. Ein dunkler Panzer kann mehr Wärme absorbieren als ein grün gefärbter. Das hat Vorteile in der Nacht, wenn sich die Luft merklich abkühlt.

Die Ergebnisse der belgischen Forscher ließen sich für die Entwicklung sogenannter intelligenter Materialien nutzen, die je nach Feuchtigkeit in der Atmosphäre ihre optischen Eigenschaften ändern. Rassart und ihre Kollegen denken dabei an spezielle Feuchtigkeitssensoren, die nach dem Vorbild des Panzers des Herkuleskäfers arbeiten. Manfred Lindinger