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Eine Fliege schwirrt an deinem Kopf vorbei und landet in der Nähe; du schnappst dir eine Fliegenklatsche oder rollst ein Magazin auf und näherst dich vorsichtig – und du schlägst zu!

Aber egal wie schnell du bist, die Fliege ist fast immer schneller und schafft es meistens, deinem Schlag auszuweichen und unverletzt zu entkommen. (Versucht sie, dich zu ärgern?!)

Fliegen haben viele Anpassungen, die ihnen eine erhöhte Geschwindigkeit, Manövrierfähigkeit und Wahrnehmung verleihen und sie sehr, sehr gut darin machen, selbst die schnellsten Schläge zu erkennen und ihnen auszuweichen. Und neue Erkenntnisse zeigen, dass die modifizierten Hinterflügel der Fliegen eine wichtige Rolle dabei spielen, dass sie schnell abheben können – oft gerade noch rechtzeitig.

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Stubenfliegen (Musca domestica) gehören zur Ordnung der Zweiflügler (Diptera), den echten Fliegen. Diptera-Fliegen besitzen modifizierte Hinterflügel, die sich zu winzigen, stäbchenartigen Gebilden mit einem Knubbel am Ende, den Haltern, entwickelt haben. Ihre Schwingungen helfen den Insekten, ihren Körper im Flug zu stabilisieren, indem sie Körperdrehungen wahrnehmen und Informationen an die Flügel weitergeben.

Fliegen der Diptera-Untergruppe Calyptratae, zu der auch die Stubenfliegen gehören, vibrieren beim Gehen ebenfalls mit ihren Haltern, aber die Wissenschaftler wussten nicht, warum. In einer Studie, die am 13. Januar 2021 in der Fachzeitschrift Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences online veröffentlicht wurde, untersuchten Forscher die Calyptratae-Fliegen darauf, ob die Halfterschwingung ihren Übergang in die Luft beeinflusst, indem sie zusätzlichen sensorischen Input liefert, um die Bewegungen in den Flügel- und Beinmuskeln zu koordinieren.

Mit Hochgeschwindigkeitskameras nahmen die Wissenschaftler gefesselte und frei im Labor aufgezogene Fliegen beim Abheben auf, und zwar mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3.000 Bildern pro Sekunde. Sie stellten fest, dass die Calyptratae-Fliegen etwa fünfmal schneller abheben als andere Fliegen; ihr Abheben dauerte im Durchschnitt etwa 0,007 Sekunden (7 Millisekunden) und nur einen Flügelschlag.

„Keine der Calyptratae hatte eine Startdauer von mehr als 14 Millisekunden“, berichten die Forscher. Im Vergleich dazu dauerten die Abflüge von Nicht-Calyptratae-Fliegen etwa 0,039 Sekunden (39 Millisekunden) und erforderten etwa vier Flügelschläge, so die Studie.

Als nächstes betäubten die Forscher die Fliegen und entfernten die Halfter, die alle Diptera-Fliegen haben. Calyptratae-Fliegen, denen diese knorrigen Strukturen fehlten, brauchten viel länger, um in die Luft zu kommen, aber die Startzeit war bei Nicht-Calyptratae-Fliegen ohne Halfter nicht beeinträchtigt. Die Stabilität während des Starts litt ebenfalls unter der Entfernung der Halfter, aber nur bei Calyptratae-Fliegen.

Die als Schmeißfliegen bekannten Calyptratae-Insekten, die versuchten, ohne ihre Halfter abzuheben, führten beispielsweise „immer zu einer Bruchlandung“, berichten die Wissenschaftler.

„Dies deutet darauf hin, dass bei den Calyptratae-Fliegen der Einsatz von Haltern für schnelle und stabile Starts notwendig ist“, sagte die Hauptautorin der Studie, Alexandra Yarger, eine Postdoc-Forscherin am Imperial College London. Yarger führte die Fliegenforschung mit dem Fox Lab in der Biologieabteilung der Case Western University in Cleveland, Ohio, durch.

Die Fähigkeit, Raubtieren zu entkommen, ist ein großer Vorteil für ein Tier, und Calyptratae-Fliegen sind äußerst erfolgreich; mit etwa 18.000 beschriebenen Arten machen sie etwa 12 % der Diptera-Vielfalt aus, so Yarger in einer E-Mail an Live Science.

„Bei einem Fluchtstart gibt es immer einen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Stabilität, aber die Calyptratae scheinen einen Weg gefunden zu haben, einen Teil des Stabilitätsverlustes durch den Einsatz ihrer Halfter zu kompensieren“, sagte Yarger. „Die Halfter ermöglichen den Calyptratae eine schnellere und stabilere Flucht als vielen anderen Fliegenarten.“

Im Handumdrehen

Die Halfter sind nicht die einzige Geheimwaffe im Ausweicharsenal einer Fliege; sobald eine Fliege in der Luft ist, kann sie Manöver ausführen, um die sie ein Kampfjetpilot beneiden würde. Fruchtfliegen können ihren Kurs in weniger als einer Hundertstelsekunde ändern – etwa 50 Mal schneller, als ein Auge blinzeln kann, wie Live Science bereits berichtete. In Experimenten erzeugten perfekt getimte Flügelklappen genug Kraft, um die Fliegen in der Luft schnell von einem Raubtier wegzutreiben.

„Diese Fliegen rollen sich um bis zu 90 Grad ein – einige stehen fast auf dem Kopf – um ihre Kraft zu maximieren und zu entkommen“, sagte Florian Muijres, der die Biomechanik des Fluges an der University of Washington in Seattle studierte und jetzt an der Wageningen University & Research in den Niederlanden arbeitet, 2014 gegenüber Live Science.

Fliegen haben auch ein außergewöhnliches Sehvermögen, das ihnen hilft, ihre Sprünge vor einer Bedrohung zu planen. Etwa 200 Millisekunden vor dem Abheben nutzen Fruchtfliegen visuelle Informationen, die sie vor einer drohenden Gefahr warnen, um ihre Haltung anzupassen und die Richtung zu bestimmen, die sie in Sicherheit bringt, schrieben Wissenschaftler 2008 in der Zeitschrift Current Biology.

Ihre verbesserte Wahrnehmung verarbeitet bis zu sechsmal mehr visuelle Informationen in einer Sekunde als die des Menschen, berichtete die BBC 2017.

Tiergehirne nehmen den Lauf der Zeit wahr, indem sie Bilder mit einer Geschwindigkeit verarbeiten, die als „Flimmerverschmelzungsrate“ bekannt ist, ein Begriff, der beschreibt, wie viele Bilder pro Sekunde in ihren Gehirnen aufleuchten. Roger Hardie, ein emeritierter Professor für zelluläre Neurowissenschaften an der Universität Cambridge in England, implantierte Elektroden in die Fotorezeptoren der Augen von Fliegen, um ihre Flimmerverschmelzungsrate zu messen, und errechnete, dass diese 400 Mal pro Sekunde beträgt; die durchschnittliche Flimmerverschmelzungsrate beim Menschen liegt laut BBC bei etwa 60. Das bedeutet, dass Bewegungen, die wir als „normal“ wahrnehmen, für eine Fliege wie in Zeitlupe ablaufen.

Bei all diesen eingebauten Vorteilen ist es kein Wunder, dass die Fliege, die Sie zu erschlagen versuchen, entkommen kann. Eine Möglichkeit, die Chancen zu verbessern, besteht darin, auf eine Stelle zu zielen, wo die Fliege wahrscheinlich hinfliegt, und nicht dort, wo sie sich ausruht, erklärte Michael Dickinson vom California Institute of Technology in Pasadena 2011 gegenüber The Independent.

„Es ist am besten, nicht auf die Ausgangsposition der Fliege zu zielen“, so Dickinson. „

Dann könnte man die Fliege aber auch einfach in Ruhe lassen, fügte Yarger hinzu. „Sie hat das gleiche Recht auf Überleben wie jedes andere Tier“, sagte sie.

HINWEIS DES REDAKTIONSVORSITZENDEN: Der Artikel wurde am 13. Januar um 11:35 Uhr ET aktualisiert, um Zitate des leitenden Forschers und ein Video der Experimente hinzuzufügen.

Ursprünglich veröffentlicht auf Live Science.