Über Kinematik, Dynamik und Energetik des Schwimmens einheimischer Dytisciden

Zusammenfassung

• 1. Zur Analyse des Schwimmvorgangs bei Dytisciden habe ich eine hochfrequenzkinematographische Methodik für den Makrobereich entwickelt, sowie einige Strömungsapparate gebaut.

• 2. Der abgeplattete Acilius-Rumpf erreicht bei bester Strömungsanpassung (c_w=0,23) vorzügliche Schwimmstabilität.

• 3. Die — ausführlich diskutierte — Kinematik der Meso- und Metapodien ergibt zusammen mit der morphologischen Ausbildung ausgezeichnete Anpassung an das flüssige Medium und besonders an den speziellen Verwendungszweck. Meso- und Metapodien haben verschiedene Aufgaben.

• 4. Es wurden die Schwimmgewohnheiten, -geschwindigkeiten und-parameter von Acilius analysiert und ihre Zweckmäßigkeit bewiesen.

• 5. Den hohen Wirkungsgrad der Vortriebserzeugung durch die Metapodienschwingung habe ich diskutiert und im wesentlichen auf den Schwimmhaareffekt zurückgeführt. Die Wirkungsweise der Schwimmhaare wurde genau untersucht.

• 6. Je größer die eingesetzte Lokomotionskraft ist, desto besser wird sie ausgenutzt.

• 7. Die Größe der von Acilius produzierten mechanischen Energie gegen die insgesamt zur Verfügung stehende Energie wurde berechnet und der Energieverbrauch bei verschiedenen Schwimmgewohnheiten festgestellt.

• 8. Bei der normalen Lokomotionsform fällt der Lokomotionsenergieverbrauch kaum ins Gewicht. Im Notfall kann eine große Energie für blitzschnelles Schwimmen eingesetzt werden, die durch die Leistungsfähigkeit der Ruderorgane gut ausgenutzt wird.

• 9. Bei v=25,7 cm/sec ist der Arbeitsumsatz von Acilius gleich dem Ruheumsatz, wonach selbst sehr schnelle Schwimmgeschwindigkeiten den Energiehaushalt nicht übermäßig beanspruchen.

• 10. Bei der Analyse der Unterwasser-Steuerung ergaben sich etwa 12 Grundsteuerungsmöglichkeiten, die auf verwickelte Weise kombiniert werden können.

• 11. Bei sehr verschieden großen Dytisciden läßt sich bei weitgehender morphologischer und biologisch-ökologischer Ähnlichkeit mehrminder konstante Relativgeschwindigkeit nachweisen.

• 12. Von verschieden großen Dytisciden sind die kleinen Hydroporinen dynamisch und energetisch am günstigsten gestellt. Dytiscus hat die obere, energetisch sinnvolle Körpergröße erreicht.

Summary

• 1. For the analysis of the swimming process in Dytiscidae I developed a special high-frequency cinematographic produce, and I built some current apparatus.

• 2. The flattened Acilius torso allowes superior swimming stability with the best current adaptation (c_w=0,23).

• 3. The cinematic of the meso- and metapodien. previously discuted in detail, yields, together with the morphological development, excellent adaptation to the fluid medium and particularly to the special purpose of application. Meso- and metapodien have different tasks.

• 4. The swimming habits, -speeds and -parameters of Acilius were analysed and their usefulness shown.

• 5. I discuted the high degree of efficiency of production of forward drive through the swinging of the metapodien and attributed it essentially to the swim-hair effect. The method of operation of the swimming-hairs was carefully investigated.

• 6. The greater the applied power of locomotion is, the better is it made use of.

• 7. The amount of mechanical energy produced by Acilius was calculated against the entire energy at disposal, and the consumation of energy in different swimming habits was determined.

• 8. In the normal form of locomotion the consumption of locomotion energy is negligible. In a case of emergency considerable energy can be applied for extremely fast swimming, which is made good use of through the efficiency of the swimming organ.

• 9. At v=25,7 cm/sec the work turn-over of Acilius is equal to the resting turn-over, according to which the very fast swimming speeds do not make immediate claim on the household of energy.

• 10. In the analysis of the underwater-steering about twelve possibilities of basic-steerings were found, which can be combined in an involved way.

• 11. In Dytiscidae of markedly different sizes a more or less constant relative speed was shown in extensive orphological and biological similarity.

• 12. Of the different sized Dytiscidae the small Hydroporinae are best equipped dynamically and energetically. Dytiscus has attained the superior, energetically meanfull bodysize.