«RENN, BAMBI, RENN!» Schon als Kind haben wir die verzweifelte Flucht der Tiere vor der Feuerwalze im Kino gesehen. Später hörten wir am Radio, dass es gefährlich und strengstens verboten sei, während Zeiten anhaltender Trockenheit im Freien ein Feuer zu entfachen. Wie in der Schweiz der Wald im Tessin oder im Wallis, so lodert in den Mittelmeerländern das ausgedörrte Buschwerk der Macchia. In den USA sind es die Wälder in den Rocky Mountains, in Russland die Taiga, in Afrika das Grasland der Savannen.
Wald- und Buschbrände werden nicht selten von Menschen verursacht. Vielerorts entstehen sie jedoch auf natürliche Weise: durch einen der 100 000 Blitze, die täglich irgendwo auf der Welt einschlagen, durch faulendes und gärendes Pflanzenmaterial oder durch Funkenschlag herabstürzender Felsen. Je intensiver der Mensch Wald und Steppe besiedelte, desto bedrohlicher wurden für ihn Wald- und Buschbrände und desto mehr Vorkehrungen traf er, um sie zu verhüten. Heute werden in den USA dafür jährlich gegen eine Milliarde Dollar ausgegeben. Wenn das Feuer in den grünen Vororten Kaliforniens oder in einem Naturdenkmal wie dem Yellowstone-Nationalpark dennoch wütet, ist das Entsetzen gross.
Seit ein paar Jahrzehnten findet jedoch ein Umdenken statt. Man hat gemerkt, dass Feuer in der Natur auch ein Segen sein kann und für gewisse ökologische Vorgänge sogar unabdingbar ist. Der junge Wissenschaftszweig der Feuerökologie entdeckt laufend Beispiele, wie Feuer und biologisches Geschehen vorteilhaft zusammenwirken. Einige dieser Zusammenhänge sind Naturvölkern schon seit langem bekannt. So muss trockenes Grasland immer wieder brennen, weil es sonst verbuscht. Und das nach einem Feuer wachsende Junggras ist für das Wild besonders attraktiv. Deshalb steckten die Indianer Nordamerikas die Prärie periodisch in Brand - was den Schwarzfussindianern vermutlich den Namen gab.
Gewisse Pflanzen brauchen das Feuer wie andere das Wasser. Die Samen vieler Baumarten keimen nur direkt auf Mineralböden, weshalb Feuer vorher die hemmende Streuschicht wegbrennen muss. Einige Kiefern- und Fichtenarten haben sogar ihre Samenbehälter der Feuerhitze angepasst: An den riesigen Sequoias hängen die Zapfen jahrelang, ohne dass etwas geschieht. Erst wenn Feuerhitze hochsteigt, regnet es Millionen von Samen auf den aschegedüngten Waldboden. Der auf viel Licht angewiesene Sequoia-Jungwuchs kann überhaupt nur hochkommen, nachdem das Feuer dichtes Unterholz und konkurrierende Tannen eliminiert hat. Die alten Sequoias tragen am Stamm unzählige Brandnarben. Dank dem bis zu einem halben Meter dicken Faserkleid überleben die Mammutbäume jedoch sogar Grossfeuer. Aber nicht nur im Pflanzenreich, auch bei den Tieren gibt es sowohl Opfer als Nutzniesser des Feuers.
Können Käfer, Schnecken und Würmer nicht im Boden verschwinden, werden sie vom Feuer vernichtet. Grössere Tiere fallen jedoch eher selten einem Waldbrand zum Opfer, denn sie erkennen Feuer und Rauch meist früh genug, um zu fliehen. Bald nach dem Brand beginnt für viele Tiere das Fest. Gräser und Kräuter wachsen im lichter gewordenen Ökosystem in neuer Vielfalt und bieten den pflanzenfressenden Huftieren wertvolle Nahrung im Überfluss. So haben Bison, Hirsch und Elch umgehend vom neuen Futterangebot profitiert, als 1988 im Yellowstone Park riesige Waldbrände einen Drittel des Waldes zerstörten.
Geradezu wild auf Feuer sind die Prachtkäfer der Gattung Melanophila. Die dunkelblau bis schwarz glänzenden Käfer leben ein diskretes Leben im Laub der Bäume. Brennt aber irgendwo der Wald, fliegen sie von überall in Scharen herbei. Im Scheine des lodernden Feuers wird Hochzeit gefeiert. Und sobald die Flammen an den Baumstämmen erloschen sind, legen die Weibchen die befruchteten Eier unter die verkohlte Rinde. Die noch warme und rauchende Baumleiche ist die einzige Kinderstube, in der diese Larven überleben, denn jeder gesunde Baum würde die holzfressenden Schmarotzer umgehend mit chemischen Abwehrstoffen vergiften, im Harz ersäufen oder mit gezielten Zellwucherungen zerquetschen.
Die Liebe dieser Käfer zum Verkohlten war den Biologen schon im letzten Jahrhundert bekannt, weshalb man sie Melanophila (Freunde des Schwarzen) taufte. Wie die Insekten aber einen achtzig Kilometer entfernten Waldbrand spüren, blieb lange ein Rätsel. Erst in den sechziger Jahren fand der kanadische Insektenforscher William Evans mit Verhaltensstudien heraus, was Melanophila anlockte: weder der Rauch noch das Krachen des Feuers und auch nicht der Schein der Flammen. Sondern die Wärme.
Brennende Wälder werden zwischen 500 und 1000 Grad Celsius heiss. Bei diesen Temperaturen entsteht eine Wärmestrahlung vor allem im Wellenlängenbereich zwischen zwei und vier Mikrometern. Solches Infrarot strahlt besonders weit, während kürzere oder längere Wellen vom Wasserdampf der Luft verschluckt werden. Die Käfer machen sich nun just diese weitreichenden Feuersignale zunutze.
Evans fand auch heraus, wo die Käfer ihre Feuermelder haben. Schon früher waren den Biologen die nur wenige Zehntelmillimeter grossen Organe aufgefallen, die Melanophila-Käfer in einer Mulde an den beiden Körperseiten neben der Hüftgrube der mittleren Beine tragen. Sobald Evans einen Infrarotstrahl auf die winzigen Gewebeknöpfchen richtete, zuckten die Käfer mit den Fühlern. Ein Infrarotstrahl auf irgendeine andere Körperstelle blieb dagegen ohne Reaktion.
Wie der Infrarotdetektor funktioniert, blieb vorerst unbekannt. Das Geheimnis lüfteten erst Helmut Schmitz und Horst Bleckmann von der Universität Bonn im Jahre 1997 mit Untersuchungen an Melanophila acuminata, dem Schwarzen Kiefernprachtkäfer, der in Europa, Asien und Nordamerika vorkommt. Das wärmeempfindliche Organ setzt sich aus 50 bis 100 Sensillien, den eigentlichen Infrarotsensoren, zusammen. Die Sensillien, die wie eine Schicht Erbsen die Mulde auskleiden, sind zehn Mikrometer kleine Hohlkugeln. An der Unterseite stossen sie gegen die Spitze einer Nervenzelle.
Bestrahlten die Forscher die Sensillien mit Infrarot, konnten sie mit einer haarfeinen Elektrode an der Nervenzelle direkt die elektrische Antwort auf den Wärmereiz messen. Die Sensoren sind derart empfindlich, dass schon ein Wärmefluss von nur 5 Milliwatt pro Quadratzentimeter (etwa soviel, wie unsere Haut an Wärme abstrahlt) die Nervenzellen erregt. Experimente lassen vermuten, dass die Käfer sogar hundertmal geringere Wärme noch erkennen.
Den Forschern war aufgefallen, dass der Sensillienapparat ähnlich gebaut ist wie die auf Berührung reagierenden Sinneshaare von Insekten. Es stellte sich heraus, dass der Wärmesensor wie die Sinneshaare ebenfalls mechanisch funktioniert: Die Wände der Sensillienkugeln sind aus Eiweiss- und Chitinmolekülen gebaut. Diese Moleküle besitzen eine Resonanzfrequenz, die genau der Frequenz der Infrarotstrahlung eines Waldbrandes entspricht. Darum versetzen die eintreffenden Infrarotphotonen die Sensillien in Mikrovibrationen, was die Kugeln um etwa ein hundertstel Grad wärmer werden lässt. Sie dehnen sich dabei aus und drücken die Spitze der Nervenfasern um einen Zehntel eines millionstel Millimeters nach unten - genügend, um die Nervenzellen mechanisch zu reizen.
Die Forscher aus Bonn haben also beim Käfer einen photomechanischen Wärmesensor entdeckt, den es in der Natur sonst nirgends gibt. Bereits interessiert sich das Forschungslabor der US Air Force in Ohio dafür. Man hofft dort, dass es mit einem Sensor dieser Art in Zukunft möglich sein könnte, feindliche Soldaten und ihre Fahrzeuge im Dunkeln besser aufzuspüren.