Libellenflügel in 3-D mit Überraschungen

[Gerd Schmahl]

Hallo
Letztes Jahr hatte ich an meinem Gartenteich den Schlupf der Blaugrünen Mosaikjungfer (Aeshna cyanea) beobachten und fotografieren können und im Mikro-Cafe gezeigt. Deshalb wird der Link nicht für Gäste funktionieren. Hier aber nochmal eines der zahlreichen Fotos vom letzten Jahr:
Bild 1:


Auch dieses Jahr haben wieder etwa 30 Libellen ihren Weg vom Wasser in die Luft genommen. Nicht immer klappt die Metamorphose. Ich hatte dieses Jahr ein Exemplar, das hatte den Kopf nicht aus der Larvenhülle bekommen. Ein anderes Tier konnte auf einer Seite die Flügel nicht voll entfalten und deshalb auch nicht weit fliegen. Es verendete im Gras neben dem Teich wo meine Frau es fand. Die beiden entfalteten Flügel habe ich präpariert. der Vorderflügel ist in Malinol eingedeckt.
Bild 2: Das Malinol-Präparat:

[Gerd Schmahl]

An ihm entstanden die folgenden Fotos, die mit picolay gestakt und zu 3-D-Bildern verarbeitet wurden.

Ich dachte ja: 'Die Libellen zählen zu den ältesten und somit "primitivsten" Insekten und hatte keine all zu überraschenden Details erwartet, aber wie so oft in der Mikroskopie, wurde ich auch dieses Mal erstaunt.

1. AHA-Erlebnis: Die Äderung trägt an verschiedenen Stellen Dornen und das zu beiden Seiten
Bild 3: Dornen zu beiden Seiten für die Rot-Cyan-Brille
Bild 4: dgl. für Kreuzblickfreunde

2. AHA-Erlebnis: Die Hinterränder der Flügel tragen eine doppelte Zahnreihe, die mich irgendwie an Haizähne erinnern. Sie sind fast opak im Gegensatz zum sonst recht transparenten Flügel. Selbst das Geäder erlaubt noch Einblicke ins Innere. Nicht so diese Zähne. Jeder Zahn wird von einem Haar begleitet, das in Richtung Zahn und Körper gekrümmt ist.

Bild 5: unterer Flügelrand für die Brille
Bild 6: dgl. für Kreuzblickfreunde
Bild 7: Ausschnitt aus Bild 5

[Gerd Schmahl]

3. AHA-Erlebnis: am Vorderrand sind die Zähne ganz anders geformt, aber auch hier begleitet jeweils ein Haar jeden ,,Zahn". Der Übergang zwischen beiden Bauplänen ist sehr kurz über 3...4 Zähne am Oberrand der Flügelspitze

Bild 8: Detail des oberen Flügelrandes. Die Riefen auf den Zähnen sind Stakingartefakte.
Bild 9: Übergangsbereich Anaglyphenbild
Bild 10: dgl. für Kreuzblick

Beste Grüße
Gerd

[3D Alfons]

Frage
Wie wurde es geschafft die 3d Bilder nebeneinander mt dieser Qualität ins Forum zu bringen???
Meine sehen im Forum immer schlechter aus als die Ausgangsbilder und aus rot Cyan wird bei Rotfärbung schwarz weiß 
Bei Facebook konnte ich die vollen Nebeneinander Bilder hochladen,  da hat es aber niemand interessiert
Also wie im Forum gute 3d Bilder zeigen?
Grüße Alfons

[Gerd Schmahl]

Hallo Alfons,
so wie ich alle Bilder einstelle: Ich verkleinere sie mit GIMP auf 1600pix Breite (Auflösung gängiger PC-Monitore) und speichere sie als jpg mit 85%iger Kompressionsrate ab. Die "normalen" Bilder stelle ich für gewöhnlich mit 800pix Bildbreite und gleicher Kompressionsrate hier ein.
LG Gerd

[Nochnmikroskop]

Hallo Gerd,

schöne Details des Flügels zeigst Du hier, gekonnt präpariert!

Bei Deinem Übersichtsfoto des Dauerpräparates ist kein Flügelmal erkennbar. Bildet sich das erst später aus, oder hatte dieses Exemplar einfach mal keines?
Im Exemplar von Deiner tollen, verlinkten Doku sind weiße Male bei der Mosaikjungfer erkennbar, vorletztes Bild.

Ich finde diese Male sind auch interessant anzusehen.

Ein 3D Wackelbild (GIF) kommt bei Dir auch immer gut. 

LG Frank

[Gerd Schmahl]

Hallo Frank,
die Farben der frisch geschlüpften Libellen sind generell noch nicht so knackig, wie ein paar Tage später. Das Flügelmal ist aber durchaus da. Es erscheint aber eher als eine Rauheit der Fläche, die man je nach Lichteinfall mal besser mal schlechter sieht. Ich hänge mal noch ein Foto an.
LG Gerd

EDIT: Ach ja, und dabei fällt mir auf, dass ich in den Anfangsbeiträgen Oben und Unten verwechselt habe. Ist ja schließlich alles umgekehrt im Mikroskop.... Das werde ich jetzt aber noch editieren. Es steht dann also doch richtig in den vorherigen Beiträgen. Nur die Dateinamen unter den Fotos bleiben falsch. Das zu ändern ist ein zu großer Aufwand. Dazu müsste ich die Fotos auf dem Rechner umbenennen und nochmal alle neu einstellen.

[Nochnmikroskop]

Hallo Gerd,
dann hast Du also keine Ausnahme der Regel vorgefunden. 
Das sieht dann so ähnlich aus wie auf den Bildern vom letzten Jahr, da waren die Male weißlich, wohl dem Sonnenlicht oder dessen Reflexion geschuldet.

Danke für die Klärung.

LG Frank

[Heiko]

Hallo Gerd,

zu Deinen so plastisch in Szene gesetzten Flügel-Strukturen will es mir nur teilweise gelingen, deren Funktionen zu erahnen.
Die Haare, Die Du abbildest, werden Sensillen, also Strömungssensoren sein. Ob die Dornen deren Schutz gewährleisten? Oder die Strömung der Luft beeinflussen?
Und was ist mit den massiven Zähnen am Flügelrand?
Selbstverständlich ist ein ,,Unbekannt" demütig zu akzeptieren. Andererseits war schon oft zu erfahren, welche Sach- und Recherchekompetenz sich hier im Forum tummelt ...

Viele Grüße,
Heiko

[Gerd Schmahl]

Hallo Heiko,
ja da geht es mir sehr ähnlich: Die Strukturen überraschen mich sehr.

Ob die Dornen deren Schutz gewährleisten? Oder die Strömung der Luft beeinflussen? Und was ist mit den massiven Zähnen am Flügelrand?

Zu den Zähnen habe ich im Forum gelesen, dass sie zum Verhindern von Luftwirbeln dienen, ähnlich wie auch die Zähne auf der Haut von Haien Wasserwirbel minimieren, allerdings ohne einen Hinweis auf einen Literaturbeleg.

Vielleicht sind die Zähne ja zum Zersägen von Spinnennetzen da.

Die Haare, Die Du abbildest, werden Sensillen, also Strömungssensoren sein.

Im Flügel gibt es jedenfalls auch einen Nerv.

LG Gerd

[smashIt]

Zu den Zähnen habe ich im Forum gelesen, dass sie zum Verhindern von Luftwirbeln dienen, ähnlich wie auch die Zähne auf der Haut von Haien Wasserwirbel minimieren, allerdings ohne einen Hinweis auf einen Literaturbeleg.

einfach einmal nach turbulator oder zackenband suchen.

[Heiko]

Ah, danke Gerd.
Jörg benennt die Randzähne als ,,antiverwirbelnd". Da sticht nun allerdings in's Auge, dass die Prachtlibelle ganz andere Muster bevorzugt als Deine ,,Mosaik-Jungfrau".
Rätselhaft – allerdings, das Flugverhalten der beiden Arten ist ja recht unterschiedlich ...
Gruß, Heiko

Danke Chris, leuchtet ein.

[Lupus]

Hallo,

Zu den Zähnen habe ich im Forum gelesen, dass sie zum Verhindern von Luftwirbeln dienen

Die Aerodynamik der Fluginsekten ist ziemlich komplex, und nicht direkt mit der von Flugzeugen u.ä. vergleichbar. Die Flügel sind in Strömungsrichtung in der Regel auch nicht gewölbt wie es für die Erzeugung optimaler Auftriebskräfte erforderlich wäre. Trotzdem erreichen sie gute Auftriebswerte, und die entstehen durch die raschen instationären Bewegungen des Flügelschlages. Ein gewölbtes Flügelprofil hat normalerweise die günstigsten Eigenschaften (geringer Widerstand, hoher Auftrieb) wenn die Luftströmung speziell an der Oberseite laminar von der Vorderkante bis zum Profilende strömt, also ohne Wirbel. Das ist durch den Flügelschlag und der geringen Reynoldszahl (Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit zur Flügeltiefe) bei der Insekten-Flügelströmung unmöglich zu erreichen. Normalerweise würde an solchen kleinen Flügeln an deren Vorderseite Strömungsabriss in Form großer Turbulenz-Blasen entstehen und der Auftrieb zusammenbrechen. Stattdessen entstehen durch die raschen instationären Auf- und Abwärtsbewegungen (in Verbindung mit Drehbewegungen) an der scharfen Vorderkante Mikrowirbel, die sich nicht als Ganzes vom Flügel ablösen können sondern ähnlich wie laminare Strömung entlang der Oberfläche nach hinten strömen und dabei Unterdruck und somit Auftrieb erzeugen. Der Effekt der Vorderkantenwirbelbildung kann durch gezackte o.ä. Kantenstrukturen unterstützt werden.

Die Visualisierung einer solchen Strömung wurde vor einiger Zeit von Forschern durch numerische Simulation erzeugt, am Beispiel einer Hummel. Das Grundprinzip ist das aber bei allen Fluginsekten ähnlich.
https://www.youtube.com/watch?v=b4sv8xLqNc8

Hubert

[Nochnmikroskop]

Hallo Libellenflugfreunde,

das ist ein ganz spannendes Thema, was schon oft untersucht wurde.
Ich bin auf eine Seite gestoßen, wo dann unten noch weiterführende Informationen abrufbar sind, ganz spannende Informationen, was die Natur, hier Libellen, wieder einmal hervorgebracht hat.

Die Libellen lassen sogar extra die Ströung abreißen, sodass sie noch geschicktere Flufmanöver ausführen können. Durch Drehung der Flügel wird dann aber sofort wieder alles aufgefangen (laienhaft von mir ausgedrückt / übersetzt). http://tolweb.org/notes/?note_id=2471

https://www.bayceer.uni-bayreuth.de/au/de/top/gru/html.php?id_obj=135752
https://journals.biologists.com/jeb/search-results?q=DRAGONFLY&fl_SiteID=1000009&page=1&f_ContentType=Image
Letzter Link verweist auf eine Suche, da gibt es zahlreiche Untersuchungen zur Flug- und Flügekbewegung. Eigentlich was für schlechtes Wetter. 

LG Frank

[Nochnmikroskop]

Hallo,

ich hatte mal im Wintergarten eine tote Prachtlibelle gefunden, deren Flügel weisen klar eine unterschiedliche Wölbung auf, wie man im Bild erkennen kann.

LG Frank