JKU Forschung: Wie Zikaden Elektrofelder wahrnehmen

EINE INTERNATIONALE KOOPERATION MIT BETEILIGUNG DER JOHANNES KEPLER UNIVERSITÄT LINZ HAT NUN GEKLÄRT, WARUM ZIKADEN AUF IHREN KÖRPERN SPEZIELLE SINNESORGANE (SENSORY PITS) TRAGEN. WAS WIE KLEINE SATELLITENSCHÜSSELN AUSSIEHT, IST IN WAHRHEIT EIN MESSGERÄT FÜR ELEKTRISCHE FELDER.

Wofür Menschen elektronische Sensoren benötigen, erhalten Zikaden frei Haus von der Natur. Diese bisher rätselhaften Sinnesorgane reagieren auf schwache elektrische Felder. Ein elektrisch geladener Draht in der Nähe würde beispielsweise von der Zikade sofort wahrgenommen.

_„Besonders beeindruckend ist die hohe Empfindlichkeit“,_ so Univ.-Prof. WERNER BAUMGARTNER (Vorstand des Institute of Biomedical Mechatronics der JKU). _„Oft reicht schon 1 Kilovolt/Meter Feldstärke.“_ Das bedeutet, dass die Zikade Spannungen von einem Volt erkennt, wenn eine Drahtsonde in ein bis drei Millimeter Entfernung gehalten wird.

WICHTIGES SINNESORGAN

Für die Tiere scheint die Fähigkeit durchaus eine größere Rolle zu spielen, vermutet Baumgartner. „_Die Sensory Pits sind am Körper streng spiegelbildlich angeordnet, inklusive der Ausrichtung der großen Borsten (,Setae‘) in den Gruben. Diese Ordnung legt nahe, dass das Gesamtsystem auf feldartige Reize optimiert ist und möglicherweise gemeinsam Richtungshinweise liefern kann“,_ so der JKU Mechatroniker.

ERKENNUNG VON FREUND UND FEIND

Gemeinsam mit einem Team der RWTH Aachen University (Teamleitung: Univ.-Prof. Dr. PETER BRÄUNIG) und des Leibnitz-Instituts für Evolution und Biodiversitätsforschung (Univ.-Prof.in Dr.in HANNELORE HOCH) wurde nachgewiesen, dass die Neuronen der Sensory Pits der Zikaden entsprechend dem elektrischen Reiz feuern – je schneller sich das Feld ändert, desto ausgeprägter die Antwort.

Für die Zikaden ein evolutionärer Vorteil: Der elektrische Sinn könnte den Tieren helfen, sich vor Räubern zu schützen und fliegende, elektrostatisch geladene Tiere wie Vögel oder Wespen zu erkennen. Besonders relevant ist diese Wahrnehmungsweise für augenlose Boden- oder Höhlenarten. Zudem könnte der Sinn helfen, andere Tiere als „Mitreisegelegenheit“ zu finden oder die Kommunikation zwischen Pflanzen und Insekten unterstützen – ähnlich wie bei anderen Insekten, die elektrische Felder von Blüten nutzen, um Nahrungsquellen zu identifizieren.

LANGJÄHRIGE FASZINATION

_„Prof. Bräunig und ich haben seit 20 Jahren gerätselt, wofür die da sind. Am Ende hat uns ein Zufall geholfen“_, erzählt Baumgartner. Einfach war es trotzdem nicht: „_Zikaden besitzen diese Sensory Pits nur im Larvenstadium. Da sind sie aber nur im letzten Monat groß genug, um sie zu untersuchen.“_

Das Paper ist mittlerweile im Journal of Comparative Physiology (open access) erschienen und hier abrufbar:

https://link.springer.com/article/10.1007/s00359-025-01790-1

Für die Zikaden lohnt sich der Elektro-Sinn jedenfalls: Dieser Sinn existiert seit der Kreidezeit und hat sich offenbar über 145 Millionen Jahre bewährt.

KONTAKT:

Johannes Kepler Universität Linz
Mag. Christian Savoy
Telefon: 0732 2468 3012
E-Mail: christian.savoy@jku.at

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