Messungen von fliegenden Bienenschwärmen ergaben eine Aufladung der Luft von 100 bis 1.000 Volt pro Meter.
Da wir keinen besonders gut entwickelten Sinn für Elektrizität haben, entgeht uns draußen in der Natur so manch spannendes Phänomen. So konnten britische Forschende der Universität Bristol kürzlich zeigen, dass die äußerst geringe elektrische Ladung, die von fliegenden Hummeln erzeugt wird, einige Blumen dazu anregt, mehr von ihrem süßlichen Duft abzugeben – um damit ihre Chancen zu erhöhen, von den Hummeln angeflogen zu werden.
Wir Menschen kennen starke statische elektrische Felder in der Atmosphäre vor allem von Gewitterwolken und anderen Wetterphänomenen. Sie bilden sich, weil in den Wolken Zonen unterschiedlicher Ladung entstehen, und entladen sich beim Gewitter meist durch Blitze. In den Eruptionswolken von Vulkanen kann die Interaktion der ausgestoßenen Teilchen ebenfalls zur elektrischen Aufladung führen. Auch hier kommt es mitunter zu Blitzen.
“Die Erdatmosphäre ist aber immer in größerem oder geringerem Maße elektrifiziert – selbst bei schönem Wetter und in einiger Entfernung von den Gewittern”, erklärt Ellard Hunting von der University of Bristol. Diese elektrischen Felder würden eine wichtige Rolle für das Wetter spielen. Sie können laut Hunting aber auch atmosphärische Transportprozesse und die Wanderung von biologischen Organismen – etwa die von fliegenden Spinnen – beeinflussen.
Biologie und Physik!
“Bisher haben wir uns immer angeschaut, wie verschiedene Organismen die statischen elektrischen Felder nutzen, die fast überall in der Umwelt vorhanden sind”, sagt Hunting. Biologie und statische elektrische Felder scheinen aber viel enger miteinander verknüpft zu sein, als man lange dachte – und es dürfte über alle Skalen viele ungeahnte Verbindungen geben. Dabei ist laut Hunting bisher fast immer der Einfluss der Physik auf die Biologie untersucht worden, nicht aber umgekehrt.
Das versucht er mit seinem Team zu ändern. Sie untersuchen, ob und wie Insekten und vor allem Insektenschwärme ihr lokales Umfeld elektrisch beeinflussen können. “Bei vielen Arten fliegender Insekten hat man schon nachgewiesen, dass sie eine elektrische Ladung im Bereich von einigen Picocoulomb bis Nanocoloumb tragen können”, sagt Hunting mit Hinweis auf seine eigene Hummelstudie.
Untersuchungen an Schwärmen!
Für seine neue Untersuchung hat das interdisziplinär zusammengesetzte Wissenschafterteam aus Physikern und Biologinnen diese Untersuchungen weitergeführt. Die Fachleute wollten wissen, wie groß denn im Extremfall die elektrischen Felder werden können, die etwa durch Bienen- oder Heuschreckenschwärme erzeugt werden. Die im Fachblatt “iScience” veröffentlichten Ergebnisse sind bemerkenswert: Laut den Messungen können Bienenschwärme die atmosphärische Elektrizität um 100 bis 1.000 Volt pro Meter verändern.
Je dichter der Bienenschwarm war, desto stärker waren die von ihm erzeugten elektrischen Felder. Dies gelte auch für andere schwärmende Insekten wie Termiten, Ameisen, Mücken oder Heuschrecken. Um das maximale Ausmaß des elektrifizierenden Einflusses solcher Insektenschwärme ermitteln zu können, entwickelte das Team ein spezielles Modell, mit dem es die Stärke der elektrischen Felder auf Basis der Schwarmdichte und Größe der Insekten errechneten.
Stärker als Gewitterwolken!
Geht man davon aus, dass Schwärme von Wanderheuschrecken bis zu 80 Millionen Exemplare enthalten können, kamen Hunting und sein Team dabei auf ziemlich beeindruckende Werte: “Schwärme von Wanderheuschrecken können sogar Ladungsdichten erreichen, die über die von Gewitterwolken hinausgehen können”, schreiben die Forschenden. Das bestätige, dass starke elektrischen Felder nicht nur durch rein physikalische Einflüsse, sondern auch durch biologische Lebensformen und ihr Verhalten entstehen können.
“Unsere Ergebnisse legen nahe, dass große Ansammlungen von Insekten eine bisher unerkannte Quelle elektrischer Variabilität in der Atmosphäre sind”, resümieren Hunting und sein Team. Sie vermuten zudem, dass auch andere Organismen wie Bakterien oder auch Vögel die Luft um sie herum elektrisch verändern können. Das habe große Bedeutung für verschiedene physikalisch und biologisch relevante Bereiche, denn diese von Organismen erzeugten elektrischen Felder können den Transport von Staub, Pollen oder Aerosolen in der Atmosphäre beeinflussen.