Diversität der Organismen: Insekten - Institut für Bienenkunde
Diversität der Organismen: Insekten - Institut für Bienenkunde
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<strong>Diversität</strong> <strong>der</strong> <strong>Organismen</strong>: <strong>Insekten</strong><br />
Prof. Dr. Bernd Grünewald, <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Bienenkunde</strong>, FB Biowissenschaften<br />
www.institut-fuer-bienenkunde.de<br />
b.gruenewald@bio.uni-frankfurt.de
Archipterygota<br />
(Larven aquatisch,<br />
Imaginalhäutung, Adulte<br />
Mundwerkzeuge reduziert)<br />
Zoraptera<br />
(Bodenläuse)<br />
Pterygote yg <strong>Insekten</strong><br />
MMetapterygota t t t<br />
(komplexes Flügelgelenk, verbesserte<br />
Mandibelfunktion, keine Imaginalhäutung)<br />
Polyneoptera<br />
(Flügelgeä<strong>der</strong>)<br />
Paraneoptera<br />
(Hemimetabole, oft stechend-saugende MW)<br />
Micracercaria<br />
Psocoptera<br />
Phtthirapera p<br />
Hemiptera<br />
Auchenorrhyncha<br />
Sternorrhyncha y<br />
Heteroptera<br />
Neoptera<br />
(Flügel über Abdomen zurückklappbar:<br />
Sklerit Axillare 3)<br />
Eumetabola<br />
(Reduktion <strong>der</strong> Malpighischen Gefäße)<br />
Holometabola<br />
(Metamorphose)<br />
Coleopteridae Hymenopterida Antliophora<br />
Thysanoptera Neuropteroida Amphiesmenoptera
Parasitische <strong>Insekten</strong><br />
Parasiten: <strong>Insekten</strong>, die in o<strong>der</strong> an einem artfremden Wirt leben und<br />
von ihm Nahrung beziehen.<br />
Parasitoide: Parasiten, die ihren Wirt früher o<strong>der</strong> später töten.<br />
• Flöhe, Läuse, Wanzen<br />
• Tier, Mensch, Pflanze<br />
• Überträger von Krankheiten<br />
• Schädlinge
Columbicola columbae - Fe<strong>der</strong>ling<br />
Phthiraptera - Tierläuse<br />
• Ca. 5000 Arten, 2-4 mm lang<br />
• Permanente Ektoparasiten<br />
• Vögel (Fe<strong>der</strong>linge)<br />
• Säugetiere (Haarlinge, z.B. Filzlaus)<br />
• Blutsauger o<strong>der</strong> keratinhaltige<br />
Substanzen (Haare, Fe<strong>der</strong>n, Haut)
Menschenfloh - Pulex irritans<br />
Siphonaptera - Flöhe<br />
• Temporäre Ektoparasiten<br />
• Imagines an Säugetieren o<strong>der</strong> Vögeln<br />
• Holometabola, flügellos<br />
• Ca. 2.200 Arten<br />
• 05 0.5 – 45mm 4.5 mm<br />
• Hintere Beinpaare als Sprungbeine<br />
• Cuticula mit Borsten, Zahnkämmen<br />
(Ct (Ctenidien), idi ) Beine B i mit it Dornen: D Haftung! H ft !<br />
• Rattenfloh (Xenopsylla cheopis)<br />
Überträger <strong>der</strong> Pest
Parasitische <strong>Insekten</strong><br />
http://www.youtube.com/watch?v=Hxe60B<br />
cHbUA<br />
• Streng genommen kein Parasit, son<strong>der</strong>n<br />
Parasitoid<br />
• ddennoch h sehenswert: h t<br />
• Juwelwespe Ampulex compressa
Coleoptera: die größte <strong>Insekten</strong>ordnung<br />
• Lebensräume<br />
• Merkmale <strong>der</strong> Coleoptera p<br />
• Vielfalt<br />
• Käfer als Schädlinge
<strong>Diversität</strong> <strong>der</strong> Lebensräume
Käfer, die auf Waldbrände angewiesen sind:<br />
Dr. H. Schmitz, Universität Bonn)<br />
Schwarzer Kiefernprachtkäfer,<br />
Melanophila acuminata<br />
„Australischer Feuerkäfer“, Merimna atrata
Segeberger Höhlenkäfer -<br />
Chole Choleva a septentrionis<br />
holsatica BENICK & IHSSEN<br />
Lebensräume<br />
• Kommt nur in <strong>der</strong> Kalkberghöhle von<br />
Bad Segeberg vor.<br />
• Lebt bei extrem konstanter Temperatur<br />
von 9°C.<br />
• Ernährt sich von Fle<strong>der</strong>mauskot.<br />
• Sehr empfindliche Temperatursensoren:<br />
• Reagieren nur auf kleine und langsame<br />
Än<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong> Temperatur<br />
Temperatur.
Dytiscus marginalis – Gelbrandkäfer<br />
(Fam.: Dytiscidae)<br />
Lebensräume<br />
Gelbrandkäferlarve<br />
Gyrinus spec – Taumelkäfer<br />
(Fam.: Gyrinidae)<br />
• aquatisch
Lucanus cervus – Hirschkäfer<br />
(Fam.: Lucanidae)<br />
Coleoptera<br />
• Ca. 360.000 Arten<br />
• Artenreichste Gruppe innerhalb <strong>der</strong> Insecta<br />
• Größte Ordnung von Lebewesen überhaupt!<br />
• Jedes Jahr hun<strong>der</strong>te neuer Arten beschrieben<br />
• Mitteleuropa: ca. 7.000 Arten<br />
• Alle Lebensräume<br />
• Perm: etwa 265 Mio ybp<br />
Weibchen
Merkmale <strong>der</strong> Coleoptera<br />
• Kompakter Vor<strong>der</strong>körper (Kopf + Prothorax)<br />
• Prosternum und Mesosternum verwachsen<br />
• Protergum wird zum Pronotum<br />
• Metasternum mit Abdomen verwachsen<br />
• Vor<strong>der</strong>flügel häufig stark sklerotisiert: Elytren<br />
• Hinterflügel stark unter Elytren gefaltet<br />
• Nur Hinterflügel zum Fliegen benötigt<br />
(funktionelle Zweiflügligkeit)<br />
DDettner tt & PPeters t 2003<br />
• Cerci fehlen<br />
Trypocopris vernalis -<br />
Frühlingsmistkäfer
Vielfalt <strong>der</strong> Coleoptera<br />
• 187 Familien<br />
• 453 Unterfamilien<br />
• Sehr unterschiedlicher Habitus<br />
• FFormenvielfalt i lf lt
Archostemata<br />
(5 Familien,<br />
Xylobionten)<br />
Coleoptera<br />
(Vor<strong>der</strong>flügel zu Elytren)<br />
Adephaga<br />
(10 Familien,<br />
Räuber)<br />
Myxophaga<br />
(4 Familien,<br />
aquatisch)<br />
Polyphaga<br />
(169 Familien)<br />
Micromalthus debilis Carabus auratus Sphaerius acaroides<br />
Trypocopris vernalis
Alex Wild 2007<br />
Micromalthus debilis<br />
• Lebenszyklus ist absolut bizarr:<br />
• aktives erstes Larvenstadium (Triungulinus)<br />
entwickelt sich zu einer beinlosen Larve<br />
• Nimmt Nahrung auf (cerambycoide Larve).<br />
• Verpuppung:<br />
entwe<strong>der</strong> zum diploiden, adulten Weibchen<br />
o<strong>der</strong> zu einer <strong>der</strong> drei reproduktiven Formen:<br />
• 1) thelytokes Weibchen, das lebendgebärend<br />
Triungulinus-Larven hervorbringt<br />
• 2) arrhenotokes Weibchen das ein einziges Ei<br />
produziert, das sich zu einer kurzbeinigen Larve<br />
entwickelt (curculionoide Larve)<br />
• 3) amphitokes Weibchen, das beide reproduktiven<br />
Wege beschreiten kann.<br />
• Benötigen Bakterien zur Holzverdauung.<br />
• Männchen aus unbefruchteten Eiern sind extrem<br />
selten.<br />
• Männchen fehlen Bakterien, sind daher obligatorisch<br />
kannibalistisch: fressen ihre Mutter auf!<br />
• Selektiver Vorteil <strong>für</strong> Thelytokie <strong>der</strong> Weibchen!<br />
D. A POLLOCK, B. B NORMARK (2002)<br />
J Zool Systematics Evolutionary Res 40 (2) , 105–112
Brachinus spec spec. – Bombardierkäfer<br />
(Fam.: Carabidae)<br />
Bombardierkäfer – Brachininae (UO: Adephaga)<br />
• Verteidigungssystem.<br />
• blasen dem Angreifer ätzende und übelriechende Gase<br />
direkt entgegen.<br />
• paariger Explosionsapparat am Hinterleibsende:<br />
Drüse, die Sekret produziert,<br />
Sammelblase<br />
Explosionskammer<br />
• Hermann Schildknecht (deutscher Chemiker):<br />
Mischen von Hydrochinon und H2O2 • Chemikalien aus Sammelblase in Explosionskammer<br />
• Zugabe von Katalase und Peroxidase<br />
• Oxidation von Hydrochinon zu giftigem 1,4-Benzochinon<br />
• Spaltung von Wasserstoffperoxid zu H2O und O2 • Heftige chemische Reaktion: Wärme Wärme, hoher Druck: Knall!<br />
• Ätzendes, etwa 100 °C heißes Gasgemisch<br />
• Wand <strong>der</strong> Explosionskammer mit dicker Cuticula<br />
• Kugelige Gruppen einzelliger Enzymdrüsen<br />
• Mehrmalige Auslösen möglich<br />
• Hinterleib beweglich: Schuß unter dem Körper nach vorne<br />
• können sogar um die Ecke schießen (2 Reflektoren an je<strong>der</strong><br />
Seite <strong>der</strong> Spritzdüse)
Wieso sind die Käfer eine so erfolgreiche<br />
Tiergruppe?<br />
• Erste Käfer fossil seit 265 Mio Jahren<br />
• 100 Mio ybp (Kreide): gleichzeitige Artenexplosion<br />
<strong>der</strong> mo<strong>der</strong>nen Blütenpflanzen (Angiospermen)<br />
und <strong>der</strong> Käfer<br />
• Zuvor: Farne, Schachtelhalme,Koniferen<br />
• vegetarisch lebende Käfer: ungeahnte Möglichkeiten<br />
• mit je<strong>der</strong> neuen Pflanze bildete sich ein auf sie<br />
spezialisierter Käfer<br />
• Grund <strong>für</strong> erneute Radiation <strong>der</strong> Angiospermen
Muttergänge<br />
Rammelkammer<br />
Buchdrucker Ips typographica<br />
Buchdrucker – Ips typographica<br />
(Fam: Curculionidae)<br />
Pflanzenschädlinge<br />
Borkenkäfer<br />
• 4.000 – 5.000 Arten weltweit<br />
• Eiablage in Rinde o<strong>der</strong> Holz (Gänge)<br />
• Rindenbrüter:<br />
saftführende Schichten in <strong>der</strong> Rinde (Buchdrucker)<br />
• Holzbrüter:<br />
im Holzkörper, ernähren sich von Pilzrasen<br />
• Männchen legt zentrale Kammer an<br />
• Pheromone: Weibchen werden in Rammelkammer<br />
gelockt… l kt
Kartoffelkäfer<br />
• Aus Amerika (Kartoffel!)<br />
• IIn Europa E erstmalig: t li 1877<br />
• Starke Verbreitung, verheerende Schäden<br />
Leptinotarsa decemlineata Kartoffelkäfer<br />
Leptinotarsa decemlineata – Kartoffelkäfer<br />
(Fam.: Chrysomelidae)<br />
Pflanzenschädlinge
Kleiner Beutenkäfer - Aethina tumida<br />
Kleiner Beutenkäfer<br />
• Parasit <strong>der</strong> Honigbiene (Kleptoparasitismus)<br />
• Familie: Glanzkäfer (Nitidulidae)<br />
• Südafrika Südafrika, vielfach verschleppt (z (z.B. B USA)<br />
• Adulter Käfer dringt in Stock ein<br />
• Eiablage an geschützten Stellen<br />
• Larven ernähren sich von Honig g und Pollen<br />
• Bei starkem Befall: Wabenbau stoppt<br />
• Honig fließt aus <strong>der</strong> Wabe<br />
• Notschwarm!
Diptera - Zweiflügler<br />
• Fliegen und Mücken<br />
• Ca. 134.000 Arten<br />
• Hinterflügel = Halteren<br />
(Flugsteuerung)<br />
( g g)<br />
• Saugend-leckend o<strong>der</strong> stechende<br />
Mundwerkzeuge<br />
• Flü Flüssige i NNahrung h<br />
• Polyphag, Nektar (Bestäubung),<br />
Räuber, Parasiten<br />
• Überträger von Krankheiten<br />
• Larven: apod (beinlos), Maden<br />
• Antennen mit Arista
Diptera<br />
Nematocera Brachycera<br />
• Lange Beine<br />
• Vielgliedrige Antenne<br />
• Schmale Flügel<br />
• Schlank<br />
Allgemeiner Habitus. Keine<br />
Ausschlusskriterien!<br />
• Kurze Beine<br />
• Kurze Antennen<br />
• Breite Flügel<br />
• Kompakt
Diptera - Mundwerkzeuge<br />
• Stechrüssel (Mücken, Bremsen)<br />
• Leckrüssel (Fliegen)<br />
Kaestner 2003
Nematocera – Nie<strong>der</strong>e Zweiflügler<br />
Culicidae – Stechmücken Simuliidae – Kriebelmücken<br />
(Flußblindheit)<br />
Chironomidae – Zuckmücken<br />
Tipulidae – Schnaken
Tabanus bovinus –<br />
Rin<strong>der</strong>bremse<br />
Brachycera – Höhere Zweiflügler, Fliegen<br />
Chrysops relictus – Goldaugenbremse<br />
Haematopota pluvialis –<br />
Regenbremse<br />
Tabanidenlarve<br />
Tabanidae – Bremsen<br />
• Ca. 3.500 Arten<br />
• Augen mit Interferenzfiltern (Balz?)<br />
• Honigtau, Nektar<br />
• Weibchen: blutsaugend<br />
Asilus crabroniformes<br />
Laphria p vorax<br />
Asilidae – Raubfliegen<br />
• Ca. 6.400 Arten<br />
• Stark behaart<br />
• Räuberisch<br />
• Bedornte Vor<strong>der</strong>beine
Brachycera – Cyclorrhapha (Deckelschlüpfer)<br />
• SSyrphidae hid – SSchwebfliegen h bfli<br />
• Diopsidae – Stielaugenfliegen<br />
• Drosophilidae – Taufliegen<br />
• Muscidae – Echte Fliegen<br />
• Glossinidae - Tsetsefliegen<br />
• Calliphoridae – Schmeißfliegen
Fragen<br />
www.gutenberg.org<br />
t b<br />
• Was sind Engerlinge?<br />
• Nennen Sie aus den 4 Unterordnungen <strong>der</strong> Käfer je einen Vertreter. Vertreter<br />
• Was sind Elythren?<br />
• Nennen Sie aus 3 <strong>Insekten</strong>gruppen parasitisch lebende Vertreter.
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