Insektenkunde (eBook)

1.0 Körperbau der Insekten

Eines haben alle Insekten gemeinsam, die meist deutlich sichtbare Gliederung des Körpers in Kopf, Brust und Hinterleib, der feste Chitinpanzer und das Vorhandensein von drei Beinpaaren. Jeder Abschnitt bildet eine Funktionseinheit. Der Kopf mit den Mundwerkzeugen nimmt die Nahrung auf und trägt die meisten Sinnesorgane. Die aus drei Gliedern bestehende Brust dient der Fortbewegung und der Hinterleib enthält die Verdauungs- und Geschlechtsorgane.

Das tragende Element des Insektenkörpers ist der äußere Panzer, der die Weichteile umhüllt. Der Chitinpanzer ist durch mehrere Einschnitte gegliedert, die Segmente. Die Gliederung des Körpers in Segmente dient zur besseren Beweglichkeit, ähnlich wie bei einer Ritterrüstung. Aufgrund dieser Segmente wurden die Insekten früher als Kerbtiere oder Kerfe bezeichnet. Einzelne Teile des Insektenkörpers können auf Grund des Lebensraums oder der Nahrungsaufnahme unterschiedlich ausgeprägt sein.

Da die Segmente des Hinterleibs aus steifen Platten bestehen, sind sie mit einer weichen Membran verbunden und somit relativ gut beweglich. Die röhrenförmigen Glieder der Beine sind über Scharniergelenke verbunden und werden an den Übergangsstellen mit weichen Häuten verschlossen. Der starre Panzer besteht aus dünnen Lagen von Chitin und verschiedenen Eiweißen und ist der älteste Verbundwerkstoff der Welt. Durch die enorme Flexibilität des Verbundwerkstoffs war es für die Insekten relativ einfach Körper, Mundwerkzeuge und Beine den örtlichen Lebensbedingungen anzupassen.

Die Maikäfer (Melolontha) sind eine Gattung von Käfern innerhalb der Familie der Blatthornkäfer (Scarabaeidae). Der Name Blatthornkäfer wird von den fächerartigen Fühlern, die typisch für diese Käfergattung ist, abgeleitet. In Mitteleuropa ist der Feldmaikäfer am häufigsten zu finden. Im nördlichen und östlichen Europa sowie in einigen Regionen Deutschlands kommt der Waldmaikäfer (Melolontha hippocastani) auf sandigen Böden vor. Eine dritte, dem Feldmaikäfer sehr ähnliche Art, ist Melolontha pectoralis. Er ist sehr selten geworden und nur noch vereinzelt in Mitteleuropa anzutreffen.

Nachfolgende Bilder zeigen mikroskopische Totalpräparate von kleineren Insekten.

Diese Flexibilität im schnellen Umbau des Körpers hat auch dazu beigetragen, dass die Insekten die älteste Tiergruppe sind. Die Insekten konnten sich an neue Nahrungsquellen anpassen, indem sie vielfältige Arten von Mundwerkzeugen hervorbrachten. Mundwerkzeuge zum Beißen, Kauen, Lecken, Stechen und Saugen. War die Nahrungsquelle nicht ergiebig genug, so konnte durch die Entwicklung der Flügel ein schneller Ortswechsel vorgenommen werden.

Die Anpassung der Körperfarbe diente dazu sich der Umgebung farblich anzugleichen oder Fressfeinde abzuschrecken. Durch das zusammenklappen der Flügel waren die Insekten in der Lage sich in Spalten und Ritzen zu verstecken.

Sie entwickelten spezielle Klettverschlüsse, die aus winzigen, ineinander verschränkten, spatelförmigen Stäbchen bestehen. Diese Haftverschlüsse stabilisieren bei Libellen den Kopf am Rumpf, wenn die Räuber mit Kraft in ein Opfer beißen, oder halten bei den Käfern die Flügeldecken eng am Körper, um sie gegen Austrocknung zu schützen.

Der Chitinpanzer bildet verschiedene Oberflächenstrukturen aus, zu den Warzen, Dornen, Haare, Borsten und Höcker gehören. Durch Einlagerung von Farbstoffen oder aufgrund spezieller lichtbrechender Oberflächen können die Außenschicht des Insekts oder einzelne Körperteile gefärbt sein.

Mehr Informationen über die Besonderheiten beim Körperbau der Insekten gibt es im gleichnamigen Kapitel dieses Buches.

1.1 Die Atmung

Da die Chitinhülle luftundurchlässig ist, nehmen die Insekten den Sauerstoff über Tracheen auf. Tracheen sind kleine stark verzweigte Röhren, die vom Panzer ausgehen und bis tief in den Körper reichen. Sie sind charakteristisch für die Insekten. Die an der Körperfläche liegenden Öffnungen werden als Stigmen bezeichnet. Tracheen übernehmen nicht nur den Gasaustausch. Da die Tracheen an den Insektenorganen fixiert sind und deren Position im Körper bestimmt, übernehmen die Tracheen die gleiche Funktion die das Skelettsystem bei den Wirbeltieren ausübt. Um die Luftaufnahme in das Gewebe der Organe zu erleichtern sind die Tracheen nur sehr dünn ausgebildet und werden durch ring- oder spiralfederartige Verdickungen stabilisiert. Vom Hauptast der Trachee zweigen feine Äste ab und die dünnsten Verzweigungen, Tracheolen genannt, bilden ein feines Geflecht an den inneren Organen und Muskeln und versorgen jede Körperzelle mit Sauerstoff. Reguliert wird die Tracheenatmung über Druckveränderungen der Hämolymphe (Blutähnliche Flüssigkeit), die die Öffnungsweite der Tracheen beinflusst. Somit beruht die Tracheenatmung nicht nur auf Diffusionsvorgängen. Das wurde durch moderne Untersuchungsverfahren nachgewiesen. Bei einer Laufkäferart wurde nachgewiesen, dass eine Atembewegung durch Kompression und Entspannung der Tracheenwände mit einer Frequenz von 0,5 Hz erfolgt. Dabei wurden jeweils 33% bis 50% der Luft ausgetauscht. Bei einigen Insekten findet eine sogenannte Autoventilation statt, die durch Bewegungen beim Laufen und Fliegen entsteht. Die schon benannten Stigmen, die an der Körperoberfläche liegenden Öffnungen, tragen teilweise auch komplizierte Reusensysteme, um ein Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern, oder um das System zu verschließen.

Die im oberen Bild sichtbare Spirale verhindert ein Kollabieren und auch Aufblähen der Trachee.

Im Wasser lebende Insekten (Gelbrandkäfer u.ä.) besitzen Tracheen zur Luftatmung an den Stigmen am Hinterleib, die zur Aufnahme von Atemluft an der Wasseroberfläche genutzt werden.

Die im Wasser lebenden Larven von Libellen, Eintagsfliegen und Steinfliegen bilden Kiemen aus, bei denen der Sauerstoff über bewegliche Kiemensysteme direkt aus dem Wasser aufgenommen wird. Diese Kiemen sind mit Tracheen durchzogen (Tracheenkiemen). Bei den Großlibellen findet sich eine Enddarmatmung. Die Wände des Enddarms sind mit kleinen Tracheenkiemen besetzt. Durch regelmäßiges Pulsieren des Enddarms wird frisches Wasser mit Sauerstoff zugeführt. Bei Wasserkäferlarven sitzen an den Seiten des Hinterleibs zipfelförmige Fortsätze, bei der Gattung Berosus lange, fadenförmige Tracheenkiemen. Meist steigt das erste Larvenstadium zur Oberfläche empor, um Luft zu tanken. Viele Wasserkäferlarven haben am Hinterleib (am achten Segment) ein Paar offene Stigmen, die sich in einen kleinen, luftgefüllten Vorraum (Atrium) öffnen. Sie sitzen meist als Lauerjäger im Pflanzengewirr im Bereich der Wasseroberfläche, so dass sie über das Atrium Luft atmen können, atmen ansonsten aber auch untergetaucht über die Haut.

Da der Körper über das Tracheensystem direkt mit Sauerstoff versorgt wird, benötigen die Insekten keine roten Blutkörperchen