Wie Insekten die Luft eroberten

Fliegen eröffnet Möglichkeiten – und kostet Energie

Ein Tier, das aktiv fliegen kann, erreicht andere Nahrung, überwindet Hindernisse und kann neue Lebensräume besiedeln. Es kann Feinden entkommen oder selbst in der Luft jagen. Solche Möglichkeiten erklären, weshalb Flug für viele Insekten eine bedeutende Fähigkeit ist. Sie erklären noch nicht, wie die ersten Flügel entstanden.

Flug hat auch Kosten. Flügel müssen entwickelt, bewegt und gesteuert werden. Flugmuskeln benötigen Energie. Evolution strebt deshalb nicht grundsätzlich nach mehr Flugfähigkeit: Je nach Lebensweise können Flügel reduziert werden oder verloren gehen. Eine erfolgreiche Ameisenarbeiterin muss nicht fliegen können.

Wann gab es die ersten Fluginsekten?

Im Karbon sind geflügelte Insekten durch Fossilien belegt. Für die frühe Überlieferung ist ein Zeitraum um etwa 330 Millionen Jahre vor heute eine sinnvolle grobe Orientierung. Der tatsächliche Ursprung kann älter sein. Ein Fund markiert schließlich den ältesten bisher bekannten Nachweis, nicht zwangsläufig das erste Auftreten.

Vorsicht ist bei scheinbar viel älteren Belegen angebracht: Die Neubewertung von Rhyniognatha im Jahr 2026 entzieht diesem Devon-Fossil seine Rolle als sicherer Beleg eines frühen Fluginsekts. Eine feste Datierung des Flugursprungs allein auf diesen Fund zu stützen, wäre damit nicht gerechtfertigt.

Zum Problem des frühen Belegs: Die Neubewertung von Rhyniognatha.

Woher kommt die Flügelfläche?

Die klassischen Erklärungen betonen entweder seitliche Auswüchse der Körperwand oder Anhänge an ursprünglichen Beinen. Lange wurden diese Möglichkeiten als Gegensätze beschrieben. Entwicklungsbiologische Untersuchungen machen deutlich, dass auch die Körperwand selbst eine komplexe Entstehungsgeschichte hat.

Bruce und Patel verglichen 2020 die Folgen ausgeschalteter Gene für die Beinentwicklung eines Krebses mit Befunden an Insekten. Ihr Modell legt nahe, dass ursprüngliche, körpernahe Beinglieder in die Körperwand einbezogen wurden. Ein zugehöriger Auswuchs könnte dadurch an eine Position am Rücken gelangt sein und später zur Flügelstruktur beigetragen haben.

Das ist eine aus Experimenten und Vergleichen abgeleitete Rekonstruktion. Beobachtet wurde nicht die Entstehung eines Flügels im Karbon. Die Studie liefert ein prüfbares Modell für die Herkunft beteiligter Strukturen.

Bruce & Patel, 2020 · hier nach dem zugänglichen Abstract.

Herkunft und erste Funktion sind zwei Fragen

Selbst wenn sich die Vorläuferstruktur eines Flügels bestimmen lässt, bleibt offen, wozu frühe Zwischenstadien dienten. Kleine Auswüchse könnten andere Aufgaben gehabt haben, bevor aktiver Flug möglich wurde. Diskutiert werden unter anderem aerodynamische und thermische Funktionen. Eine vollständige Abfolge ist bislang nicht direkt fossil dokumentiert.

Wie kommen wir einer vergangenen Bewegung näher?

Fossile Flügel überliefern Umrisse und Aderungsmuster. Heutige Tiere zeigen, wie Muskeln, Gelenke und Steuerung zusammenspielen. Entwicklungsversuche helfen herauszufinden, welche genetischen Prozesse ähnliche Strukturen hervorbringen. Jede dieser Methoden betrachtet einen anderen Ausschnitt.

Die stärkste Rekonstruktion entsteht, wenn diese Ausschnitte zusammenpassen. Ein attraktives Bild eines gleitenden Vorfahren genügt nicht. Es muss sich auch mit Anatomie, Entwicklungsdaten und zeitlicher Einordnung vereinbaren lassen. Genau deshalb bleibt der Ursprung des Insektenflugs eine lebendige Forschungsfrage. Wie vielfältig frühe Fluginsekten bereits waren, zeigt die Insektenwelt des Karbons.

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