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Eine Kakerlake kann mit der 50-fachen Kraft ihres Körpergewichts beißen

Kakerlaken können über Decken laufen, sich durch Risse quetschen und bis zu zwei Wochen nach der Enthauptung leben.

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Als ob diese Schädlinge nicht schon genug Superschurken-Kräfte hätten, haben Labortests eine weitere faszinierende, aber abstoßende Tatsache ergeben: Kakerlaken können mit einer Kraft beißen, die 50-mal höher ist als ihr Körpergewicht.

Wissenschaftler aus Großbritannien und Deutschland haben sich mit diesem katsaridaphoben Albtraum befasst, um einige wichtige Lücken in unserem Verständnis der Tierphysiologie zu schließen. Insekten sind überall um uns herum und spielen eine Schlüsselrolle in den Ökosystemen, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit, die diese Woche in PLOS ONE erscheint. Wir wissen jedoch relativ wenig über bestimmte grundlegende biologische Funktionen, wie z. B. die Funktionsweise ihres Kiefers.

Das Team wandte sich an die amerikanische Kakerlake als Ausgangspunkt, um die Morphologie des Insektenmauls herauszufinden, da Kakerlaken praktisch alles fressen und relativ primitive Mandibeln haben.

Zehn amerikanische Kakerlaken, die in einer Laborkolonie aufgezogen wurden, nahmen an der Studie teil. Um die Beißkraft der Insekten zu messen, steckten die Forscher die Kakerlaken in eine Art mittelalterliches Foltergerät. Kakerlaken wurden kopfüber auf ein Metallpodest geschnallt, wobei ihre Köpfe unter eine guillotinenartige Platte geschoben wurden. Zahnzement hielt ihre winzigen Gesichter an Ort und Stelle.

Trotz des Aufbaus waren die Kakerlaken nicht so unbehaglich, dass sie sich weigerten, auf die Sensorspitze eines Geräts zur Messung der Unterkieferstärke zu beißen. Zwei der Kakerlaken drückten so fest auf den Sensor, dass sie tatsächlich ihre distalen Zähne abbrachen, was dazu führte, dass ihre Daten aus der Studie ausgeschlossen wurden.

Von den acht verbliebenen Insekten konnten die Forscher Daten zu 300 verschiedenen Bissen sammeln. Sie filmten auch jeden Biss, um die Kinematik des Unterkiefers zu bestimmen. Das Team errechnete dann aus den kombinierten Daten die Stärke der Beanspruchung, die jeder Biss auf die Kiefermuskulatur der Kakerlaken ausübt.

Die Kakerlakenbisse waren überraschend stark - ein Kakerlakenbiss, der die Bisskraft mit dem Körpergewicht in Beziehung setzt, ist im Durchschnitt etwa fünfmal so kräftig wie ein Mensch.

Kakerlaken-Setup Eine Seitenansicht einer Kakerlake in Position zum Testen ihrer Beißkraft. (Tom Weihmann)

Allerdings waren nicht alle Bisse gleich stark. Das Team stellte fest, dass Kakerlaken ihre Anstrengungen grob in kurze, schwache Bisse aufteilten, die durch sich schnell bewegende Muskelfasern hervorgerufen wurden, und in lange, starke Bisse, bei denen die Muskeln erst „kraftvoll“ wurden, bevor sie ihre maximale Kraft erreichten. Die letztere Version ist wahrscheinlich für die Bearbeitung von zähem Material wie Holz und Leder reserviert, schreibt das Team.

Das Team muss erst noch herausfinden, wie der relativ empfindliche Kopf einer Kakerlake über die gesamte Lebensdauer einer solchen wiederholten Kraft standhalten kann. Die Bearbeitung dieser und anderer Fragen könnte mehr als nur grundlegende biologische Fakten liefern. Die Bestimmung, wie Kakerlaken und andere Insekten sowohl langsame als auch schnelle Schneidfähigkeiten in ein einziges Gerät - die Unterkiefer - integrieren, könnte schließlich zu Innovationen in der Robotik führen.

"Mit zunehmender Miniaturisierung werden solche Entwürfe immer wichtiger", sagte Tom Weihmann, Zoologe an der Universität von Cambridge und Hauptautor der Studie, in einer Erklärung. "Neuere technische Implementierungen in dieser Richtung sind beispielsweise Mikrosonden, die in Blutgefäße oder mikrochirurgische Instrumente eingeführt wurden."

Eine Kakerlake kann mit der 50-fachen Kraft ihres Körpergewichts beißen