Überlebensstrategien der Lepidopteren


Hausarbeit, 2005

29 Seiten, Note: 1,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

Charakterisierung der Lepidopteren (Schuppenflügler oder Schmetterlinge)

Tarnen, Warnen, Täuschen – Überlebensstrategien bei den Lepidopteren

Bibliographie

Abbildungen

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.

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 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 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 Flucht vor Vögeln gerade noch gelungen ist. Auch Reptilien und Amphibien stellen für die Falter besonders beim Blütenbesuch eine große Gefahr dar.

Doch während die Falter noch relativ große Fluchtchancen haben und sich in seltenen Fällen sogar selbst wehren können, sind Eier, Raupen und Puppen der Lepidopteren einer wesentlich größeren Gefahr vor Feinden ausgesetzt.

Wie sich die unterschiedlichen Stadien der Schmetterlinge vor Feinden schützen, werde ich im folgenden an Beispielen zeigen.

Tarnen, Warnen, Täuschen – Überlebensstrategien bei den Lepidopteren

In der Natur gibt es unzählige Beispiele dafür, wie sich Tiere durch Erscheinungsbild, Eigenschaften und Verhalten gegen ihre Feinde schützen und ihr Überleben bzw. das Überleben ihrer Art sichern. Auch und besonders die Welt der Schmetterlinge hat eine ungeheure Vielfalt an Überlebensstrategien vorzuweisen.

Tarnung (Krypsis) ist allgemein ein Zustand oder ein Vorgang, bei dem irreführende Signale an andere Lebewesen gesendet werden. Sie kann dem Verbergen vor Fressfeinden oder auch vor potentieller Beute dienen. In letzterem Fall spricht man von Angriffstarnung. Bei Schmetterlingen spielt diese Form der Tarnung jedoch logischerweise keine Rolle. Ein kryptisches Erscheinungsbild dient Faltern ebenso wie Raupen und Puppen dazu, dass sie ihren Fressfeinden seltener auffallen und somit größere Überlebenschancen haben.

Wenn das visuelle Erscheinungsbild als Tarnung dient, spricht man von einer Tarntracht. Grundsätzlich ist aber die Täuschung aller Sinnesorgane möglich. Dass die Forschung sich in der Vergangenheit überwiegend auf visuelle Phänomene konzentriert hat, liegt nahe, denn diese sind für uns Menschen am leichtesten zu beobachten. Jedoch werden bei der Kommunikation in der Natur nicht nur visuelle, sondern auch akustische, chemische und taktile Signale genutzt, die schwieriger zu erforschen sind. Im weiteren Verlauf dieser Arbeit werden ebenfalls überwiegend Beispiele visueller Tarnung beschrieben, aber es werden auch Fälle vorkommen, in denen es um die Täuschung anderer Sinne geht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Zu einer effektiven Tarnung gehört neben dem Erscheinungsbild auch das entsprechende Verhalten. Stilles Verharren zum Beispiel ist typisch für kryptisch gefärbte Tiere, da Bewegung die Tarnung unwirksam machen würde. Besonders häufig kommen Tarntrachten deshalb bei nachtaktiven Tieren vor, die tagsüber in entsprechender Haltung und Umgebung gut geschützt schlafen. Viele kryptisch gefärbte Falter sind nachtaktiv (Beispiele Abb.7/1-7/3):

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Zackeneule Birkenspanner Sichelspinner

Scoliopteryx libatrix Biston betularius Drepana falcataria

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Kryptische Färbung setzt natürlich eine Übereinstimmung mit der Umgebung voraus. Diese Notwendigkeit hat bei vielen Arten zu Polymorphismus und lokalen Rassen geführt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Manche Schmetterlingsraupen passen sich sogar aktiv ihren Futterpflanzen an. Die normalerweise grünen Raupen des Schwärmers Rhyncholaba wurden an unterschiedlich gefärbten Blättern des Aronstabgewächses Caladium beobachtet (Abb.8/1; 8/2). An den grünen Pflanzen bleiben die Raupen bis zum letzten Raupenstadium grün, während sie an einer rötlich-grünen Pflanze im letzten Stadium ebenfalls rötlich werden. Bei dem roten Pigment des Aronstabes handelt es sich um ein fettlösliches Carotinoid. Da die Raupe in ihrem letzten Stadium eine Fettschicht ausbildet, wird das Pigment gelöst. Zu diesem späten Zeitpunkt stellt der Farbwechsel

einen eindeutigen Vorteil dar, weil die Raupe mittlerweile ca. 10 cm groß ist und mit ihrer ursprünglichen „normalen“ Farbe wesentlich stärker auffallen würde.

Eine ähnliche farbliche Anpassung gibt es auch bei vielen Lepidopteren-Puppen, z.B. bei dem in Europa vorkommenden Schwalbenschwanz (Papilio machaon): Je nach Untergrund variieren sie von hellgrün bis graugesprenkelt (Abb.8/3;8/4). Allerdings handelt es sich hierbei nicht um eine Farbveränderung durch Nahrungsaufnahme. Untersuchungen ergaben, dass bei manchen Schmetterlingsraupen die unterschiedliche Färbung hormonal gesteuert und auf die durch die Ocellen der Raupen wahrgenommenen Lichtverhältnisse der Umgebung unmittelbar vor der Verpuppung zurückzuführen ist. Die jeweilige Farbform ist daher auch nicht veränderlich. Ebenso verhält es sich bei der Raupe des Birkenspanners (Biston betularius), die sich hervorragend an Struktur und Farbe der umgebenden Äste ihrer Futterpflanze anpasst (Abb.8/5;8/6).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die farbliche Anpassung an die Umgebung allein reicht aber für die optimale Tarnung oft nicht aus. Kryptisch gefärbte Tiere sind häufig am leichtesten an ihrem Schatten aufzufinden, der Kontur und Gestalt erkennbar werden lässt. Schattenvermeidung ist deshalb eine nicht zu unterschätzende Überlebensstrategie, sei es durch einen abgeflachten Körper, Gegenschattierung oder entsprechendes Verhalten. Viele Lepidopteren lassen ihren Schatten in Ruhestellung zu einem verschwindend schmalen Strich werden, indem sie ihre Flügel nach oben klappen.

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Ende der Leseprobe aus 29 Seiten

Details

Titel
Überlebensstrategien der Lepidopteren
Hochschule
Universität Leipzig  (Institut für Biologie)
Veranstaltung
Spezielle Zoologie
Note
1,0
Autor
Jahr
2005
Seiten
29
Katalognummer
V92527
ISBN (eBook)
9783638061971
Dateigröße
1378 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Lepidopteren, Spezielle, Zoologie, Schmetterlinge, Mimikry, Mimese, Überlebensstrategien
Arbeit zitieren
Shirley Tuchtfeldt (Autor), 2005, Überlebensstrategien der Lepidopteren, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/92527

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