Überlebensstrategien der Lepidopteren

Blauer Schmetterling - Hermann Hesse

Flügelt ein kleiner blauer

Falter vom Wind geweht,

Ein perlmutterner Schauer,

Glitzert, flimmert, vergeht.

So mit Augenblicksblinken,

So im Vorüberwehn

Sah ich das Glück mir winken,

Glitzern, flimmern, vergehn

Shirley

Tuchtfeldt

Universität

Leipzig

Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie

und Psychologie: Institut für Biologie II

Veranstaltung:

Spezielle

Zoologie

Fächer: Magisterstudiengang Soziologie

Dozent: Prof. Dr. Martin Schlegel

Nebenfächer Biologie und Journalistik

Wintersemester 2005/2006

Abgabe:

24.11.2005

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Inhaltsverzeichnis

Einleitung 3

Charakterisierung der Lepidopteren (Schuppenflügler oder Schmetterlinge) 3

Tarnen, Warnen, Täuschen ­ Überlebensstrategien bei den Lepidopteren 7

Bibliographie 27

Abbildungen 29

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Einleitung

Schon immer haben Schmetterlinge eine besondere Faszination und Bewunderung

bei den Menschen ausgelöst. Die farbenprächtige Vielfalt der Falter, die scheinbare

Leichtigkeit ihres umherflatternden Daseins und nicht zuletzt die rätselhaft

anmutende Verwandlung von der Raupe zunächst in eine leblos wirkende Puppe und

dann schließlich in ein ,,schwereloses Wesen aus Licht und Farbe" (Vesco: 2005)

beflügelten bereits die Phantasie der alten Griechen. Sie sahen im Schmetterling ein

Symbol für die Unsterblichkeit der Seele, was sich auch in ihrer Namensgebung

wiederspiegelt: Das griechische Wort ,,psyche" bedeutet sowohl Seele als auch

Schmetterling.

Dass das Leben eines Schmetterlings tatsächlich nicht so leicht und unbeschwert

verläuft wie ihr oft so weltvergessen wirkender Flug anmutet, kann man nicht nur an

der leider sehr umfangreichen ,,Roten Liste" erkennen. Die Lepidopteren haben viele

Feinde und heute wird ihre Gefährdung auch und vor allem durch den Menschen

noch vervielfacht. Auf der anderen Seite kann man bei den Schmetterlingen eine

faszinierende Vielfalt der unterschiedlichsten Überlebensstrategien beobachten, mit

denen sie sich oft sehr erfolgreich gegen hungrige Vögel, Fledermäuse und andere

Tiere schützen. Tarn- und Warntrachten, Mimese, Mimikry und zahlreiche andere

Phänomene werden nicht umsonst häufig am Beispiel der Lepidopteren erklärt bzw.

auch als ständige weitere Untermauerung der Evolutionslehre, zu der gerade in der

Gegenwart heftig wütende Diskussionen und Kontroversen geführt werden,

herangezogen. In meiner vorliegenden Arbeit soll es nicht um das Für und Wider der

Evolutionslehre gehen. Sie soll lediglich als Bestandsaufnahme dienen und im

Schwerpunkt die ungeheure Vielfalt an Überlebensstrategien der Schmetterlinge

vorstellen.

Charakterisierung der Lepidopteren (Schuppenflügler oder Schmetterlinge)

Schmetterlinge bilden mit rund 160000 Arten in fast 100 Familien die formenreichste

Insektenordnung. Die meisten Arten leben auf dem Festland in fast allen Klima-

zonen.

Der wissenschaftliche Name Lepidoptera deutet bereits auf die zwei beschuppten

Flügelpaare hin, die für die Imago der Schmetterlinge (Falter) kennzeichnend sind.

Die Form der Flügel ist sehr variabel, meist mehr oder weniger dreieckig, wobei die

vorderen oft größer sind als die hinteren. Im Flug schlagen sie synchron.

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Ursprünglich haben sich die Schuppen, die nicht nur die Flügel, sondern auch Rumpf

und Beine bedecken, aus Haaren entwickelt. Sie sind dachziegelartig angeordnet, oft

mehrschichtig und erfüllen verschiedenste Funktionen. Großen Faltern verhelfen sie

zum Beispiel zu einem besseren Auftrieb. Bei sehr vielen Schmetterlingsarten

kommen mit Drüsenzellen verbundene Duftschuppen vor, über die Sexualduftstoffe

(Pheromone) in die Umgebung gelangen, was der Anlockung von Geschlechts-

partnern dient. Auch die Temperaturregulation wird durch die Schuppen beeinflusst,

was auf ihre Färbung zurückzuführen ist.

Schmetterlinge zeichnen sich für ihre ungeheure Farbenvielfalt aus. Dabei

unterscheidet man zwischen Pigment- und Strukturfarben. Pigmentfarben lassen sich

auf chemische Stoffe zurückführen, die selektiv bestimmte Wellenbereiche

absorbieren und reflektieren, während Strukturfarben physikalisch durch die

Beschaffenheit der Oberfläche entstehen. Zu letzteren gehören auch die

sogenannten Schillerfarben der Lepidopteren.

Ein weiteres wesentliches Merkmal ist der aus den Außenladen (Galeae) der

Maxillen geformte, einrollbare Saugrüssel, mit dem Schmetterlinge Nektar auch aus

besonders tiefen Blüten saugen können. Hier befindet sich der Sitz des Tast- und

Geschmacksinns. Die meist reduzierten Mandibeln sind nur noch bei den

urtümlicheren Familien funktionsfähig.

Die Falter besitzen große Komplexaugen, die ein sehr gutes Farbensehen auch im

UV-Bereich ermöglichen. Darüber hinaus haben sie oft noch in Zweizahl

vorkommende Nebenaugen (Ocellen). In der Nähe der Ocellen befindet sich das

Chaetosema, ein Sinnesorgan über dessen Funktion sich die Wissenschaftler noch

nicht geeinigt haben. Die gängige Vermutung lautet, dass Schmetterlinge mithilfe des

Chaeotosemas die Stärke des Luftstromes registrieren.

Als Riech- und Tastorgan fungieren die von Art zu Art sehr unterschiedlich

ausgebildeten Antennen, die in ihrer Gestalt häufig sexualdimorph sind.

Die Palpen (Taster) sind bei fast allen Schmetterlingsgruppen gut entwickelt,

dreigliedrig und besitzen an ihrem Ende eine Riechgrube.

Der Thorax trägt je Segment immer ein Beinpaar, wobei die Beine der Schmetter-

linge mehr dem Festhalten als dem Laufen dienen und nicht so spezialisiert sind wie

bei anderen Insektenordnungen. Einige Arten mit verkümmerten Vorderbeinen

benutzen diese zum Putzen ihrer Fühler. Mittlerweile wurde außerdem ein tarsaler

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Geschmackssinn an den Füßen vieler Lepidopteren nachgewiesen, der der

Erkennung von Futterpflanzen bei der Nahrungssuche und für die Eiablage dient.

Die weiblichen Tiere verfügen über einen Legeapparat, mit dem sie ihre befruchteten

Eier geschützt in Ritzen und Spalten, oder auch auf der Unterseite von Blättern

ablegen können.

Nach der Anzahl der Geschlechtsöffnungen bei den weiblichen Tieren werden zwei

Unterordnungen der Lepidopteren unterschieden: Primitive Schmetterlingsgruppen

besitzen eine Geschlechtsöffnung, die sowohl der Begattung als auch der Eiablage

dient (Monotrysia). Bei den Gruppen der Unterordnung Ditrysia gibt es eine zweite,

nur der Begattung dienende Öffnung, die sekundär entstanden ist. Insgesamt hat der

Begattungsapparat sowohl des weiblichen als auch des männlichen Tieres eine sehr

große Bedeutung für die Artbestimmung/-unterscheidung.

Die Eiablage erfolgt meist in typischen Gelegen an der zukünftigen Futterpflanze.

Form, Oberfläche und Anzahl der abgelegten Schmetterlingseier variieren

artspezifisch sehr stark. Auch die Zeit bis zum Schlüpfen der Larven ist von Art zu Art

unterschiedlich.

Die Larven (Raupen) der meisten Arten leben gesellig. Sie sind in der Regel

walzenförmig mit einem deutlich abgesetzten Raupenkopf und noch

funktionsfähigen, kräftigen und gezähnten Mandibeln. Außerdem besitzen sie eine

Seidendrüse, mit der sie später ihren Puppenkokon spinnen. Bei den meisten

Familien kommen sechs Ocellen für den Gesichtssinn vor. Die Oberfläche der

Raupen hängt stark mit ihrer Lebensweise zusammen. Tiere, die im Wasser, in der

Erde oder im Innern von Pflanzenteilen leben, haben meist eine sehr glatte Haut. Bei

anderen Raupen gibt es eine Vielzahl von Variationen mit Borsten, Haaren, Dornen

und Warzen. Auch in ihrer Färbung weisen Raupen eine große Variabilität aus. Viele

Raupen sind tarnfarben, aber oft findet man auch sehr auffällige, bunte Farben vor,

die Warnfunktion besitzen. Als Nahrung dienen den meisten Raupen pflanzliche

Substanzen, wobei es aber eine ganze Reihe von Ausnahmen und Spezialisierungen

gibt. Das Raupenstadium dient überwiegend der Nahrungsaufnahme, weshalb die

Tiere sehr schnell heranwachsen und sich meist fünf- bis sechsmal häuten, da ihre

Cuticula nicht dehnbar ist. Bei manchen Arten ändert sich mit jeder Häutung die

Färbung, manchmal sogar die gesamte Hautbekleidung.

Schmetterlinge gehören zu den Insekten mit einer sogenannten ,,vollkommenen

Verwandlung" (Holometabola). Die Stadien Ei, Raupe, Puppe und Falter stellen den

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Zyklus der Metamorphose dar. Das Puppenstadium wird allgemein auch als

Ruhestadium bezeichnet, obwohl sich in dieser Zeit innerhalb des Kokons die

meisten Veränderungen vollziehen. Die Form der Puppe ist im allgemeinen

zylindrisch, das Hinterleibsende verjüngt. Man unterscheidet vor allem Stürzpuppen

(pupa suspensa), die mit dem Kopfende nach unten hängen, und Gürtelpuppen

(pupa cingulata), die mit dem Kopfende nach oben durch einen sogenannten

Gürtelfaden gestützt werden. Häufig ist die Puppe noch zusätzlich von Pflanzenteilen

wie Blättern, Holzspänen oder auch von Raupenhaaren umgeben. Die Puppenruhe

variiert artspezifisch zwischen einigen wenigen Tagen und mehreren Jahren. Am

Ende schlüpft der Falter durch Sprengen der Puppenhülle. In der Zeit unmittelbar

nach dem Schlüpfen ist er besonders empfindlich, da es meist einige Stunden dauert

bis seine Flügel vollständig ausgehärtet sind.

Der Schallwahrnehmung dienen Schmetterlingen Tympanalorgane, die meist zu

beiden Seiten des dritten Brustsegmentes liegen. Sie kommen vor allem bei Familien

mit großen Faltern vor. Solche Schmetterlinge können Ultraschalllaute wahrnehmen

und sogar die Richtung bestimmen, aus der die Laute kommen. Diese Fähigkeit

schützt sie vor Räubern wie Fledermäusen, die mithilfe von Ultraschalllauten

kommunizieren. Außerdem sind sich Wissenschaftler sicher, dass die

Tympanalorgane, wie bei anderen Insekten auch, eine Rolle bei der Paarung der

Geschlechter spielen.

Neben der Wahrnehmung von Geräuschen und den oben genannten

Sexualduftstoffen, orientieren sich vor allem Tagfalter bei der Partnersuche auch

optisch. Hierbei spielen die variantenreichen Farbmuster der Schmetterlinge eine

nicht zu unterschätzende Rolle.

Die Lebensdauer der Falter variiert von Art zu Art zwischen ein paar wenigen Tagen

und mehreren Monaten. Vielen kurzlebigen Arten dient dieses Stadium lediglich der

Vermehrung. Sie nehmen keine Nahrung mehr zu sich und sind meist durch einen

fehlenden Saugrüssel gekennzeichnet. Falter mit einer längeren Lebensdauer

ernähren sich meist von Blütennektar, aber es gibt auch zoophile Falter, die

Körperflüssigkeiten von Säugetieren aufnehmen. Feuchte Erde, Honigtau,

Baumsäfte, Pollen ebenso wie überreife Früchte u.ä. stellen für einige wenige Arten

ebenfalls eine Nahrungsquelle dar.

Schmetterlinge haben, wie viele andere Insekten auch, zahlreiche Feinde. Tiere mit

verstümmelten Flügeln sind kein seltenes Bild, wobei diesen Schmetterlingen die

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