Libellenflügel

Ein Bekannter hat mir vor kurzem gesagt, das Libellen für ihn ein Wunder der Natur sind. Trotz all unserer Technik sind wir nicht in der Lage ein Gerät zu bauen, das so fliegen kann wie eine Libelle. Jedes mal wenn er einer Libelle beim Fliegen zuschaut, ist er von ihren Flugkünsten beeindruckt. Ich bin mir ziemlich sicher, dass die meisten die schon einmal einer Libelle beim Fliegen zugesehen haben, meinem Bekannten zustimmen.

Libellen sind die schnellsten Insekten der Welt, sie können bis zu 50 km/h schnell fliegen. Dabei sind ihre Wendemanöver oft so schnell, das unser Auge ihnen dabei nicht mehr folgen kann. Selbst bei böigem Wind stehen viele Libellen in der Luft wie ein Kolibri, obwohl sie nur ca. 30-mal in der Sekunde mit den Flügeln schlagen. Die große Königslibelle (Anax imperator) hat eine Flügelspannweite von bis zu 110 mm und wiegt nur knapp über ein Gramm. Kleinlibellen sind leichter als eine Feder.

Königslibelle - Anax-imperator
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Große Königslibelle – Anax-imperator

Libellen haben vier Flügel die sie einzeln bewegen können. Schaut man sich den Flug einer Libelle in Zeitlupe an, sieht das etwas unbeholfen aus. Wie ein Kleinkind instinktiv mit seinen Armen und Beinen rudert um an der Wasseroberfläche zu bleiben, so paddelt die Libelle mit ihren vier Flügeln in der Luft. Dabei drückt sie die Luft mit ihren Flügeln so geschickt weg, dass sie sich in die gewünschte Richtung bewegt. Was auf den ersten Blick so kindlich ungeschickt aussieht, ist alles andere als das. Libellen haben an ihren Flügeln hunderte von kleinen Härchen, damit spüren sie minimale Luftdruckänderungen unter und über ihren Flügeln.

Durch die Wellenartige Struktur hat der Flügel besonders günstige Strömungs-eigenschaften. In den Tälern bilden sich Wirbel, die den Luftwiederstand verringern und an den Flügelvorderkanten bekommt die Luft durch vorhandene Mikrostukturen einen Drall, durch den die Libelle einen besseren Auftrieb erhält.

Flügelschema
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Flügelschema

Auf dem Schema oben sehen Sie einen experimentell im Strömungskanal aerodynamisch optimierten Flügel. Darunter ist der Querschnitt eines Libellenflügels mit der typischen Wellenform. Die Zeichnung unten zeigt die kleinen Strömungswirbel die sich während des Fluges auf dem Libellenflügel bilden. Die Schatten von Zeichnung 2 und 3 zeigen die optimale aerodynamische Flügelform.
Mit ihren winzigen Härchen an den Flügelkanten spürt die Libelle kleinste Luftströmungen und kann bei böigem Wind sofort darauf reagieren und so ihren Flug ungehindert fortsetzen. Ihre Flügelmale (Pterostigma) sind etwas dickere Zellen, mit dieser kleinen Unwucht verhindern sie ein unkontrolliertes Flügelflattern im Wind.

Flügel vom Kleinen Blaupfeil
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Flügel vom Kleinen Blaupfeil

Bei Kleinlibellen (Zygoptera=Gleichflügler) sind alle vier Flügel in ihrer Form etwa gleich, bei Großlibellen (Anisoptera=Ungleichflügler) sind die Hinterflügel meist etwas breiter, deutlich vor allem an ihrer Basis.

Weidenjungfer Chalcolestes-viridis
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Weidenjungfer Chalcolestes-viridis

Auf den ersten Blick sehen die Flügelpaare seitensymmetrisch aus, vergleicht man aber das Adernetz eines Flügelpaars (rechts + links) im Detail, so unterscheiden sich oft die Formen und die Anzahl der Felder. Bei keiner der bisher untersuchten Libellen fand man zwei gleiche Flügel, jeder Flügel war einzigartig! Zwar gibt es auf den Flügeln Hauptstrukturen, die für bestimmte Libellenarten typisch und konstant sind, aber andere Bereiche scheinen sehr variabel zu sein. Dieses Phänomen trifft wahrscheinlich für alle Libellenarten zu.

Unterschied auf beiden Vorderflügeln
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Unterschied auf beiden Vorderflügeln

Auf dem oberen Bild habe ich die rechte Struktur spiegelbildlich über die linke gelegt. So sieht man etwas deutlicher, wie ähnlich die Flügeladern angeordnet sind, aber identisch sind sie nicht.

2004 stellte sich Herr A. Pix die Frage: kann man jedes Libellenindividuum an seinen Flügeln erkennen und ist das Adernetz so einzigartig wie bei uns der Fingerabdruck?
Zu dieser Frage hat er seither etliche Hundert Tiere per Makro fotografiert und dokumentiert, um dann mit computergrafischer Hilfe die Zellen in bestimmten Flügelbereichen für jedes Individuum auszuzählen.

Ein entsprechendes Rechenmodell lässt dann den beeindruckenden Schluss zu, dass sich der Fund zweier zellenmäßig identischer Flügelmuster wie ein einziges Gewinnlos zwischen 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Nieten verhält, also mit 1 zu 10 hoch 30 unwahrscheinlich ist.

S. Hardersen untersuchte solche Flügelstrukturen im Vergleich mit Bedingungen, denen die Libellenlarven ausgesetzt waren. Er fand dabei eine schwächere Seitensymmetrie der Flügel, je stärker das Larvengewässer mit Pestiziden belastet war. Dies ist ein Hinweis darauf, dass der Symmetriegrad etwas mit der Vitalität der Tiere zu tun hat.

Herbert hat in meinem Gästebuch geschrieben: “Das Fazit Ihrer Seiten heißt, so glaube ich, nichts ist schöner als Libellen zu beobachten.”
Ja da hat er Recht :-)
…und ich weiß nicht wie es Ihnen geht, aber je mehr ich mich mit diesen schönen Tieren beschäftige, desto interessanter finde ich sie!

1: Andreas Pix, Variabilität und Individualität im Feinadernetz des Anisopterenflügels (2008) – Tagungsband der 27. Jahrestagung der Gesellschaft deutschsprachiger Odonatologen, Potsdam 2008.
2: Sönke Hardersen, Effects of carbaryl exposure on the last larval instar of Xanthocnemis zealandica – fluctuating asymmetry and adult emergence, Entomologia Experimentalis et Applicata 96: 221–230, 2000
3: Sönke Hardersen und Steve D. Wratten, The effects of carbaryl exposure of the penultimate larval instars of Xathocnemis zealandica on emergence and uctuating asymmetry, Ecotoxicology 7, 297±304 (1998)
4: Sönke Hardersen, Sexual dimorphism in wing cell patterns in xanthocnemis zealandica McLachlan (Zygoptera: Coenagrionidae), Odonatologica 35(2): 143-149, 2006
5: Roberto Sacchi, Sönke Hardersen, Wing length allometry in Odonata: differences between families, Zoomorphology (2013) 132:23–32

Ein Gedanke zu “Libellenflügel

  1. Lieber Dirk,

    nachdem du den Artikel über die Flügel der Grosslibellen überarbeitet hast, bin ich noch mehr von der Vielfalt fasziniert.
    Vielen Dank, dass du deine Beobachtungen nun mit wissenschaftlichen Erkenntnissen untermauern konntest.

    Wenn es mir einmal gelungen war, die Parallelität der beiden Flügelseiten gut zu fotografieren, konnte ich dein obiges Beispiel der Falkenlibelle bestätigt sehen.

    Eines kann ich nur unterstützen: seit gut einem Jahr gibt es nichts Schöneres für mich in der Natur als Libellen zu beobachten.

    In der Hoffnung, euch mal wieder bei einer Exkursion erleben zu dürfen, sende ich euch – dir und Barbara – ganz liebe, herzliche Grüße
    Ruth

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