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Jeder Schuss ein Treffer

Schützenfische ­verblüffen Wissenschaftler immer wieder aufs Neue. Wie sich jetzt zeigt, haben die intelligenten kleinen Fischlein, die als spuckende Superjäger reiche Beute ­machen, mehr Tricks auf Lager als gedacht.

Der Fisch, der schneller spuckt als sein Schatten: Ein Schützenfisch schiesst mit einem Wasserstrahl Insekten ab.
Der Fisch, der schneller spuckt als sein Schatten: Ein Schützenfisch schiesst mit einem Wasserstrahl Insekten ab.
GettyImages

Schützenfische haben jede Menge aussergewöhnlicher Tricks auf Lager, um an ihre Beute zu gelangen. Im Gegensatz zu anderen Fischen, die ihr Futter unter Wasser suchen oder auch mal herausspringen, um nach einem Insekt zu schnappen, haben sie eine völlig andere Art der Überwasserjagd entwickelt: Sie schiessen mit einem gezielten scharfen Wasserstrahl kleinere Insekten ab, die auf Uferpflanzen in bis zu 2,5 Meter Entfernung sitzen.

Wie sie das im Detail machen, war lange Zeit unbekannt, denn die Tiere müssen dabei gleich eine ganze Reihe von Problemen lösen. Da ist einmal die Lichtbrechung zu bewältigen, da sich die Augen der Fische unter Wasser befinden, das Ziel, das sie anvisieren, allerdings über der Wasseroberfläche liegt.

Die Schützenfische minimieren dieses Problem, indem sie möglichst senkrecht unter ihre Beute schwimmen, sodass sich die Brechung der Lichtstrahlen weitestgehend reduziert. «Der typische Schusswinkel beträgt etwa 74 Grad», sagt Alberto Vailati, der die Technik der kleinen Fische mit seinem Team genauer erforscht hat.

Wuchtiger Strahl

Von besonderem Interesse ist für den Physiker der Universität Mailand vorab der Wasserstrahl, mit dem der Schützenfisch Toxotes jaculatrix auf seine Beute schiesst, denn der hat es im wahrsten Sinne des Wortes in sich: Er trifft sein Ziel mit einer sechsfach grösseren Wucht, als es die Muskulatur des kleinen Fisches eigentlich ermöglichen würde, haben die Wissenschaftler festgestellt. Da fragt sich natürlich: Wie kann das sein?

Hier bedient sich der Schützenfisch gleich mehrerer Tricks, haben die Forschungen gezeigt. Das Tier durchstösst die Wasseroberfläche mit dem Maul, wenn es seinen Wasserstrahl abgibt. So wird dieser nicht durch das umgebende Wasser abgebremst.

Der beste Trick aber, dem die Wissenschaftler erst vor kurzem auf die Spur gekommen sind, ist ein ganz anderer. «Der Fisch moduliert die Geschwindigkeit des Wasserstrahls so, dass ein grosser Wassertropfen entsteht, der die Beute mit enormer Wucht ganz abrupt trifft», erläutert Vailati. Die Auswertung der Hochgeschwindigkeitsaufnahmen der Mailänder Wissenschaftler hat gezeigt, dass die Fische den Wasserstrahl während des Ausspuckens beschleunigen.

Mit anderen Worten: Der hintere Teil des Wasserstrahls ist schneller als der vordere Teil, was zur Folge hat, dass der Wasserstrahl in der Flugphase von hinten zusammengeschoben wird, sodass vorn an der Spitze ein immer grösser werdender Tropfen entsteht. «Das Wasser schlägt so mit einer Wucht von 3000 W/kg auf», erklärt der italienische Physiker, «was sehr viel mehr ist, als die Muskulatur bereitstellen kann.» Das reicht dafür aus, die anvisierten Beute­tiere mit einem Volltreffer regelrecht von den Beinen zu reissen.

Doch mit einem gezielten Treffer allein ist der Magen noch nicht gefüllt, denn die Konkurrenz schläft nicht. Der Schütze muss auch als Erster vor Ort sein, wenn das getroffene Beuteinsekt auf die Wasseroberfläche fällt, denn ansonsten geht er leer aus. Da sich Schützenfische oft in kleineren Gruppen versammeln, ist das gar nicht so einfach. Aber auch hier bedient sich der Fisch wieder mehrerer Tricks, die Stefan Schuster am Institut für Zoologie der Universität Erlangen genauer erforscht hat.

Vor allem nutzt dem Fisch natürlich ein möglichst steiler Abschusswinkel, den er ja ohnehin zur Minimierung der Lichtbrechung anstrebt, denn so fällt das getroffene Insekt praktisch automatisch dicht vor sein Maul. Allerdings hat sich in Laborversuchen gezeigt, dass die Tiere nicht nur im typischen 74-Grad-Winkel schiessen, sondern je nach Ziel und Umstand durchaus auch in anderen Winkeln.

Beutefang dank Blitzstart

Wie schafft es der erfolgreiche Schütze also, möglichst als Erster am Zielort bei seiner Beute zu sein? «Erstaunlicherweise extrapolieren die Fische nicht etwa die räumliche Bahnkurve der fallenden Beute», sagt Schuster, «sondern lösen das Problem mit der Minimalinformation, die den Auftreffpunkt physikalisch festlegt: Anfangsgeschwindigkeit, -richtung und Anfangshöhe der fallenden Beute.»

Der Tierphysiologe hat festgestellt, dass den Fischen schon eine kurze Anfangsbeobachtung der fallenden Beute von weniger als einer Zehntelsekunde reicht. Die so gewonnenen Informationen genügen dafür, einen Blitzstart einzuleiten, einen sogenannten C-Start, mit dem der Schützenfisch den erwarteten Auftreffpunkt der Beute auf der Wasseroberfläche schnellstmöglich ansteuert.

Beim C-Start krümmen die Fische ihren Körper innerhalb von wenigen Millisekunden wie ein C und schiessen dann blitzartig davon. Hierbei handelt es sich eigentlich um ein angeborenes, extrem schnelles Fluchtverhalten. Der Schützenfisch nutzt den C-Start als Trick, um schneller bei seiner Beute sein zu können als die Konkurrenz.

Wasserstrahl als Werkzeug

Noch schneller geht es nur noch, wenn die Schützenfische bei der Unterwassersuche fündig werden, denn auch dort setzen sie ihren Wasserstrahl ein, wie ein Team der Universität Bayreuth Anfang 2017 zeigen konnte. Die Fische benutzen den gezielten Wasserstrahl dabei wie ein Werkzeug, um auf kurze Distanz eingegrabene Insektenlarven freizulegen oder ein den Blick versperrendes Sediment aus dem Weg zu räumen. Da der Werkzeuggebrauch bei Tieren als besondere Intelligenzleistung gilt und der Schützenfisch seinen Wasserstrahl ausserdem den jeweiligen Anforderungen gezielt anpasst, dürfte das Interesse der Wissenschaft an ihm noch lange nicht erlahmen.

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