Der Scharfschütze mit glasigen Flügeln ist ein Insekt, das so beeindruckend ist, wenn es pinkelt, dass es zu effizienteren Designs für wasserfeste Geräte inspirieren könnte.
Saad Bhamla war in seinem Gemüsegarten in Atlanta, Georgia, als er das Kunststück zum ersten Mal bemerkte. Der Scharfschütze bildet saubere, runde Urintropfen, die er blitzschnell wegschnippt. Bhamla, ein Assistenzprofessor für Biomolekulartechnik an der Georgia Tech, zückte sein iPhone, um ein paar Videos in Zeitlupe aufzunehmen.
„Je mehr ich hineinzoomte, desto mehr wurde mir klar, dass es etwas Interessantes tat“, erzählt Bhamla Der Rand.
Es stellt sich heraus, dass der Scharfschütze mit seinem Urin etwas erreicht, was bisher in einem biologischen System nicht dokumentiert wurde – ein Phänomen namens Superantrieb. Wie der Scharfschütze das macht, ist in a detailliert beschrieben Forschungsbericht Bhamla und Kollegen veröffentlichten diese Woche in der Zeitschrift Naturkommunikation. Und es könnte auch Menschen helfen, herauszufinden, wie man Superantrieb erreicht – nicht mit Pisse, sondern mit Smartwatches und anderen Geräten, die sich selbst abtrocknen.
Einfach ausgedrückt, Superantrieb ermöglicht es einem elastischen Objekt, schneller zu fliegen als das Ding, das es startet. Das präzise Timing zwischen dem matschigen Objekt und seinem Katapult verleiht dem Objekt einen Energieschub. Um dieses Phänomen zu verstehen, denke an einen olympischen Springer, erklärt Bhamla. Ein erfahrener Taucher kann einen Sprung zeitlich planen, um die maximale Resonanzenergie aus dem Sprungbrett herauszuholen.
Nachdem Bhamla und seine Kollegen die Videos mit seinem iPhone aufgenommen hatten, wandten sie sich Hochgeschwindigkeitskameras und Mikroskopen zu, um sich den Scharfschützen genauer anzusehen. Was sie fanden, war ein Analstift, auch bekannt als Butt Flicker, der Schlüssel zu der einzigartigen Art und Weise, wie das Insekt seine Geschäfte erledigt. Das Hinternflimmern bewegt sich nach hinten, um Platz für ankommendes Urin zu schaffen, wodurch es einen Tropfen am Schwanzende des Insekts bilden kann. Gleichzeitig komprimiert das Flimmern das Tröpfchen, sodass sich durch die Oberflächenspannung Energie aufbauen kann.
Sobald das Tröpfchen genau die richtige Größe und Form hat, dreht sich das Flimmern um weitere 15 Grad nach hinten. Dann es schnippt den Tropfen weg wie eine Flipperkugel. Das Butt Flicker ist unglaublich schnell und beschleunigt mehr als 40 Gs, was 40 Mal schneller ist als die Beschleunigung eines sprintenden Geparden. Was noch erstaunlicher ist, ist, dass die Pisse mit einer noch höheren Geschwindigkeit fliegt als das Flackern des Hinterns – der verräterische Hinweis auf Superantrieb.
Als Plus ist die Taktik auch energieeffizient. Schließlich bewegt sich der Tropfen schneller als das Katapult, das ihn abfeuert. Scharfschützen pinkeln tatsächlich auf diese Weise, um Energie zu sparen, weil sie pissen eine Menge. Scharfschützen trinken und pinkeln Mengen bis zum 300-fachen ihres Körpergewichts pro Tag, weil sie eine super kalorienarme, nährstoffarme Ernährung mit Pflanzensaft haben. Und es muss seine Pisse wegschleudern, damit das Tröpfchen nicht wie ein Klecks Ahornsirup daran haftet.
Was hat das mit einer Smartwatch zu tun? Die Water-Lock-Funktion der Apple Watch beispielsweise kann bereits nach dem Schwimmen Wasser aus dem Gerät spritzen. Aber soweit Bhamla bekannt ist, verwenden solche Geräte noch keinen Superantrieb. Wenn Ingenieure vom Scharfschützen lernen können, können sie möglicherweise effizientere Wasserausstoßsysteme für Geräte entwickeln. So bleibt Ihre Uhr auch länger trocken und aufgeladen. Die gleiche Art von Technologie könnte in Hörgeräten oder allem anderen verwendet werden, das Sie wasserdicht machen möchten.
Bhamla und sein Team testeten die Taktik des Scharfschützen, indem sie Wasser von Lautsprechern auf ihren Küchentischen abprallen ließen. Sie nutzten die Vibration der Lautsprecher, um winzige Tröpfchen zu komprimieren und so Oberflächenspannung aufzubauen. Mit präzisem Timing konnten sie die Tröpfchen dann mit hoher Geschwindigkeit abschießen.
Es klingt zwar passend, aber dieser nützliche Trick hat dem Insekt nicht den Spitznamen „Scharfschütze“ eingebracht. Es ist vor allem in den USA als bekannt Pest an Landwirte. Seine Bissspuren können aussehen wie kleine Einschusslöcher in Blättern, und es kann Krankheiten von einer Pflanze zur anderen übertragen. Sein ausgiebiges Pissen kann auch Früchte übertünchen.
Bhamla hofft, dass seine Forschung mehr Menschen dazu inspirieren kann, Insekten aus neuen Perspektiven zu betrachten. „Ich denke, es wird Kinder dazu bringen, im Herzen und im Alter jung zu bleiben, in ihre Hinterhöfe zu gehen und zu schauen und es zu genießen“, sagt er Der Rand. “Es macht viel Spass. Das ist gut genug für mich.“
