Waldbrandsensor nach Käferart

Das seltsame Fortpflanzungsverhalten von "Feuerkäfern" könnte helfen, Waldbrände frühzeitig zu erkennen.

(jkm) - Das seltsame Fortpflanzungsverhalten von "Feuerkäfern" nutzen Bonner Zoologen zur Entwicklung neuartiger Infrarotsensoren. Die Sensoren ähneln wärmeempfindlichen Daumenschrauben. Zur automatischen Überwachung großer Waldgebiete eingesetzt, könnten sie Waldbrände frühzeitig erkennen helfen.

Die Gruppe um Helmut Schmitz von der Universität Bonn beschäftigt sich schon seit mehreren Jahren mit pyrophilen Insekten wie dem Schwarzen Kiefernprachtkäfer (Melanophila acuminata). Die Weibchen dieser Art tauchen unmittelbar nach einem Waldbrand an Ort und Stelle auf und legen ihre Eier unter verkohlter Baumrinde ab. Dank spezieller Infrarotsensoren können sie die nahezu konkurrenzfreien Brutstätten auch aus großer Entfernung aufspüren.

"Interessanterweise handelt es sich bei diesen Infrarotfühlern um abgewandelte Mechanosensoren", erklärt Schmitz, "das ist eine völlig neuartige Messmethode für IR-Strahlung." Die Infrarotrezeptoren an der Unterseite der Tiere bestehen aus je einer winzigen Hohlkugel, in die ein fingerförmiger Drucksensor ragt. Wie der gesamte Insektenpanzer, die Cuticula, absorbieren die Kugeln insbesondere Wärmestrahlung einer Wellenlänge von drei Mikrometern. Dabei erwärmt sich die Kugeloberfläche, dehnt sich aus und drückt so wie eine Klammer auf den Sensorfinger.

Zusammen mit seinem Doktoranden Martin Müller hat Schmitz den Sensor mit einfachsten Mitteln nachgebaut. An die Stelle der Cuticula-Kugel tritt dabei ein Polyethylen-Plättchen, das ebenfalls Infrarotstrahlung absorbiert und sich ausdehnt. Diese Ausdehnung messen die Forscher. "Das Ganze funktioniert schon ziemlich gut, wenn auch handelsübliche IR-Sensoren noch um den Faktor 100 besser sind", sagt Schmitz. Allerdings befinde man sich mit dem Prototypen "erst am Anfang dessen, was möglich ist". Zurzeit sucht der Zoologe Industriepartner für die weitere Entwicklung.