Von feuerliebenden Käfern und bionischen Infrarotsensoren

Nicht nur Pyromanen lieben das Feuer. Offenbar werden auch einige Insektenarten von Bränden angezogen. In der Zoologie wird hier von pyrophilen („feuer­liebenden“) Insekten­arten gesprochen.

Wie für Beziehungen nicht unüblich, fußt auch im Fall „Insekt + Brandherd“ die „Liebe“ auf dem soliden Fundament der Befriedigung der grundlegenden Bedürfnisse „Nahrung“ und „Fortpflanzung“: Pyrophile Insekten nutzen zum einen die sich durch Brände er­geb­enden Nahrungsressourcen und zum anderen die brandgeschwächten Bäume zur Eiablage.

Der Schwarze Kiefernprachtkäfer

Melanophila acuminata – Quelle: AG Prof. Schmitz

Die pyrophilen Insekten haben im Laufe der Evolution spezielle Fähigkeiten zum Auf­spüren von Brandherden entwickelt. So kann z.B. der Schwarze Kiefernprachtkäfer (Melanophila acuminata) aufgrund seines hoch­emp­find­lichen Infrarot- und Geruchssinns einen an­ge­kohlten Baum noch aus einer Entfernung von ca. 1 Kilometer erkennen – große Wald­brände werden sogar noch über Dutzende Kilometer hinweg wahrgenommen. Interessant ist in diesem Zusammenhang auch noch, dass sich die Insekten durch Temperatur­schwankungen in ihrer Um­ge­bung nicht vom Weg zum Brandherd ablenken lassen.

Bemerkenswert am Geruchssinn des Schwarzen Kiefernprachtkäfers ist auch, dass er allein an der Zusammensetzung des Brandgeruchs die Art des brennenden Baumes erkennen und dadurch auf dessen Eignung als Eiablagestätte schließen kann.

Für mich war die Erkenntnis, dass es so etwas wie pyrophile Insekten gibt, neu. In der Bionik arbeitet man jedoch bereits seit einigen Jahren an einem technischen Nachbau der Sinnesorgane des Schwarzen Kiefernprachtkäfers. Hauptantrieb für die bionische Forschung auf diesem Gebiet ist die Aussicht auf völlig neuartige Feuerfrühwarnsysteme, Gas-, Hitze- und Infrarotsensoren. Das Besondere an diesen Sensoren wäre, dass sie nicht nur entstehende Brände frühzeitig erkennen, sondern gleichzeitig auch noch die chemische Zusammensetzung der Brände analysieren könnten. Des Weiteren, würde ihre Robustheit gegenüber Temperaturschwankungen das Risiko von Fehlalarmen reduzieren helfen.

Wer sich für die technischen Details einer Übertragung des durch den Schwarzen Kiefernprachtkäfer inspirierten biologischen Konzepts auf einen mikrotechnologischen Infrarotsensor interessiert, der sollte sich z.B. den Artikel „Schwarzer Kiefern­pracht­käfer als Vorbild für mikrotechnologischen Infrarotsensor“ des Center of Advanced European Studies and Research durchlesen.

Bis zur Serienreife wird man sich allerdings noch mit den bisher üblichen Infrarotsensoren und Brandmeldern behelfen müssen.

Quellen und vertiefende Links:

Bildnachweis: AG Prof. Schmitz