Insekten - Erfolgsmodelle der Evolution (eBook)

Faszinierend und bedroht

Werner Gnatzy, Jürgen Tautz (Autoren)

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2023 | 1. Aufl. 2023
XV, 256 Seiten
Springer Berlin Heidelberg (Verlag)
978-3-662-66138-3 (ISBN)

Infos

Im Laufe der Evolution haben die Insekten eine schier unglaubliche Formenvielfalt und funktionelle Raffinesse entwickelt. Das Design ihres Außenskeletts ist so phantasievoll und ungewöhnlich, oft auch bizarr, dass man nur staunen kann. Dass Insekten für jedes noch so spezielle Problem Konstruktionslösungen finden können, macht sie überaus erfolgreich. Sie wurden so zu entscheidenden Bindegliedern in den komplexen Netzwerken der Natur. Beindruckende Makroaufnahmen und informative rasterelektronenoptische Bilder geben einen Einblick in Formenreichtum, Schönheit und Funktion der Sechsbeiner. Spannende Texte begleiten die Bilder und erklären u.a. wie der Gelbrandkäfer Wirbeltierhormone als K.O.-Tropfen einsetzt, wenn er von Fischen angegriffen wird, der Kiefernprachtkäfer weit entfernte Waldbrände lokalisiert, der Bombardierkäfer mit seinem Schussapparat gepulste Explosionen abgibt oder die Bläulingsraupe Ameisen bezirzt. In den Ökosystemen unseres Planeten spielen die Insekten eine entscheidende Rolle. Die menschengemachte Umweltzerstörung greift empfindlich in diese Kreisläufe ein. Das gefährdet das Überleben der Insekten, mit dramatischen Auswirkungen auch für uns Menschen.

Werner Gnatzy 1961-1966 Studium der Biologie, Chemie und Sport für das höhere Lehramt an Gymnasien an der Johannes-Gutenberg-Universität in Mainz. 1. Staatsexamen 1966. Promotion zum Dr. rer. nat. 1970. Habilitation 1975, ebenfalls in Mainz, für das Fach Zoologie mit funktions­mor­pho­logischen Unter­su­ch­ungen an Insektensen­sillen. Von 1975 bis 2006 Pro­fes­sor am Zoologischen Institut der Goethe-Universität Frank­furt am Main. Seit 2006 Vorlesungen im Rahmen der U3L.

Jürgen Tautz ist einer der führenden Bienenforscher Deutschlands, Professor i. R. am Biozentrum der Julius-Maximilians-Universität Würzburg und Autor zahlreicher Sachbücher, u.a. des Bestsellers 'Phänomen Honigbiene', sowie vielfach ausgezeichnet für vorbildliche Vermittlung von Wissen in eine breite Öffentlichkeit.

Inhalt

Geleitwort 5
Vorwort 8
Inhaltsverzeichnis 10
Über die Autoren 13
1 Einleitung 14
2 Vom Ei zum fertigen Insekt 23
2.1 Kein Ei gleicht dem anderen: Die Formenvielfalt der Insekteneier 23
Die Wegwerfeier der Indischen Stabheuschrecke 23
Ei am Stiel: Das Gelege der Gemeinen Florfliege 23
Die ziselierten Eier des Hauhechel-Bläulings 23
Das unsinkbare Eischiffchen der Gemeinen Stechmücke 23
2.2 Das Exoskelett: Die phantastischen Eigenschaften der Cuticula 28
Wie Insekten ihre Cuticula wasserdicht machen 28
Woraus die Cuticula besteht 28
Anlage und Aushärtung der Cuticula 28
Veredelte Cuticula 28
Warum sich Insekten häuten müssen 28
Marke Eigenbau: Wie ein neues Exoskelett gebildet wird 28
Wie die Außenhülle nach der Häutung fest wird 28
Wie Insekten bis kurz vor der Häutung sensibel bleiben 28
2.3 Warum sich manche Insekten nicht nur häuten: Zwei Wege zum Erfolg 37
Hemimetabole Entwicklung 37
Kleiderwechsel einer Grille: In 20 min aus der Haut gefahren 37
Ein Lebewesen, zwei Lebensformen 37
Erfolgsmodell holometabole Entwicklung 37
2.4 Die Eroberung der Luft durch Insekten 44
Die Physik der Lüfte 44
Wie es begann: Insekten erobern den Luftraum 44
Vierflügler: Libellen, Veteranen der Luft, aber auch heute noch perfekte Flieger 44
Zweiflügler: (Stuben-)Fliegen, Luftakrobaten und ihre waghalsigen Flugmanöver 44
Falsche Zweiflügler 44
Flügeldesign 44
Wie die Insekten ihre Flügel bewegen 44
Die Flugformen der Schmetterlinge 44
3 Färbung und Farbmuster 53
3.1 Die Goldpuppe von Euploea core 53
Es ist nicht alles Gold, was glänzt 53
Woher kommt der Goldglanz? 53
Wie die Goldpuppe ihren Goldglanz verliert 53
Was bringt der Goldglanz? 53
3.2 Der Blaumetallic-Look der Schillerschuppen von Morpho-Faltern 57
Das Zusammenspiel von Schiller- und Deckschuppen 57
Nanostrukturen: Der komplexe Feinbau einer blauen Schillerschuppe 57
Wie der Blaumetallic-Look entsteht 57
Nach dem Vorbild der Natur 57
3.3 Schimmernd wie Opale: Die Schuppen des Rüsselkäfers Eupholus 63
Schuppen bei Käfern? 63
Eupholus-Schuppen: Gebaut wie Opale? 63
Photonische Kristalle verursachen einzigartige Lichteffekte 63
Auffällig unauffällig 63
3.4 Die strahlend weißen Schuppen der (Kohl-)Weißlinge 68
Kohlweißlinge, die Allerweltsbürger unter den Tagschmetterlingen 68
Typisch Weißling: Filigranes Gitterwerk der Schuppen, besetzt mit winzigen Perlen 68
Perlenbildung à la Pieris 68
Perlen: Abfallspeicher mit ornamentaler Funktion 68
Warum die Schuppen der Kohlweißlinge so strahlend weiß erscheinen 68
Vergänglicher Perlenglanz, auch bei Weißlingen 68
4 Trichome, Lotuseffekt und Haftstrukturen 74
4.1 Grazile Skater 74
Der Vorteil von drei Beinpaaren 74
Warum Wasserläufer nicht untergehen: Aspekte der Grenzflächenspannung 74
Wasserabweisend durch Nanorillen 74
Laufen mit Ruderkraft 74
Der Trampolintrick 74
4.2 Anhängliche Freier: Die Saugfüße der Gelbrandkäfermännchen 78
Der kleine Unterschied macht’s: Die Haftbeine der Gelbrandkäfermännchen 78
Der Klammergriff der Gelbrandkäfermännchen 78
Das einfache Wirkprinzip eines Saugnapfs 78
4.3 Der Sicherheitsschild der Wanzen gegen ihr eigenes Gift 82
Wanzenduft, ein tödlicher Giftcocktail 82
Minipilze: Noppenartige Erhebungen kennzeichnen das Verdunstungsfeld 82
Auch Wanzen nutzen den Lotuseffekt! 82
4.4 Sehen bei Dämmerlicht: Facettenaugen mit Antireflexbelag 87
Nanonoppen auf der Cornea von Nachtfaltern 87
Tagfalter- vs. Nachtfaltercornea 87
Vorteile von Nanonoppen auf der Nachtfaltercornea 87
Technische Anwendungen biomimetischer Nanostrukturierungen 87
Die Probe aufs Exempel: Brillengläser mit Lotuseffekt unter dem Rasterelektronenmikroskop 87
4.5 Plastron und Rosettentracheen der Grundwanze Aphelocheirus 91
Ein ganzes Leben unter Wasser 91
Wie Sauerstoff in den Körper der Grundwanze gelangt 91
Das Plastron, ein Mantel aus (unechten) Haaren 91
Nie wieder auftauchen: Der Vorteil der Plastronatmung für die Grundwanze 91
Wie Luftbläschenfang das Plastron ständig mit Sauerstoff füllt 91
Nie wieder einen nassen Bikini? 91
5 Körperpflege 98
5.1 Die antibakteriellen und pilztötenden Putzmittel der Gelbrandkäfer 98
Lage, Bau und Inhalt der Pygidialdrüsen der Gelbrandkäfer 98
Körperpflege à la Gelbrandkäfer 98
Die Pygidialdrüsen: Die Schreckdrüsen der an Land lebenden Käfer 98
Die Pygidialdrüsen, ein Paradebeispiel für einen Funktionswechsel von Drüsen und/ oder der Neuentwicklung andersartiger chemischer Verbindungen 98
6 Die Supersinne der Insekten 102
6.1 CO2-Alarm bei den Blattschneiderameisen: Sensilla ampullacea im Einsatz 102
Blattschneiderameisen und Kohlendioxid 102
Woher kommt das Kohlendioxid im Ameisennest? 102
Was tun bei hohen CO2-Konzentrationen: Nestbelüftung ja oder nein? 102
Die CO2-Messfühler der Blattschneiderameisen 102
6.2 Die Rauchgasmelder auf den Antennen der Kiefernprachtkäfer 105
Guajacol, ein typischer Harzgeruch oder warum Kiefernprachtkäfer auf brennende (Kiefern-)Wälder fliegen 105
Wissenschaftler als Brandstifter 105
Keine Science-Fiction: Käferantennen als Messfühler 105
Wie sieht ein biologischer Rauchdetektor aus? 105
Die Larven der Kiefernprachtkäfer haben ein Problem 105
Was tun Kiefernprachtkäfer, wenn es nicht brennt? 105
6.3 Isaac Newton, die Schwerkraft und die Keulenhaare der Grillen 110
Wie Tiere ihr Gleichgewicht halten 110
Keulenhaare, die Schweresinnesorgane der Grillen 110
Steckbrief: Keulenhaar 110
Wie Grillen auf Änderungen der Schwerkrafteinwirkung reagieren 110
Crickets in space oder warum Grillen ins Weltall geschickt wurden 110
6.4 Schwingkölbchen statt Hinterflügel: Der Kreiselkompass der Fliegen 114
Die sensiblen Schwingkölbchen 114
Bau und Funktionsweise der campaniformen Sensillen 114
Schwingkölbchen helfen auch beim Krabbeln 114
6.5 Heiß auf Waldbrände: Kiefernprachtkäfer, die fliegenden Feuermelder 118
Aus der Art geschlagen 118
Infrarotstrahlung weist dem Feuerkäfer den Weg 118
Die Miniaturfeuermelder der Kiefernprachtkäfer 118
Wie werden die IR-Sinnesorgane des Kiefernprachtkäfers erregt? 118
Welche Funktion haben die Wachsdrüsen? 118
6.6 Das Augenglühen von Nachtschwärmern im Dämmerlicht 122
Sehen in tiefer Dunkelheit: Schwärmer unterwegs 122
Das Augenglühen der Nachtschwärmer 122
Tracheolenkörbe als Lichtfallen 122
Wie die Superpositionsaugen des Totenkopfschwärmers funktionieren 122
6.7 Schmeißfliegen: Stumme Zeugen 127
Kadaverökologie: Ein bisschen Aas muss sein 127
Die Nase der Fleischfliegen: Mit zwei Nasen riecht's sich besser 127
Aasgeruch entzückt Schmeißfliegenweibchen 127
Wundheilung mit Fliegenmaden: Medizinische Wunderwaffen aus der Natur? 127
6.8 Der Notrufsender verschütteter Blattschneiderameisen 131
Wie werden die Stridulationssignale erzeugt? 131
Wie Blattschneiderameisen Stridulationssignale wahrnehmen 131
Wie und wann läuft die Rettungsaktion ab? 131
7 Feindabwehr und Befreiungsstrategien 136
7.1 Wanzen: Chemische Keulen auf sechs Beinen 136
Lage und Bau der Duft- oder Stinkdrüsen 136
Ein Duftcocktail und seine Wirkung 136
Beschuss mit lähmenden Folgen: Die vielfältigen Verteidigungsstrategien der Wanzen 136
7.2 Die K.-o.-Tropfen der Gelbrandkäfer: Wirbeltierhormone als Waffe bei Fischattacken 140
Zur Nachahmung nicht zu empfehlen 140
Umgerüstet 140
Lage und Bau der Schreckdrüse 140
Gelbrandkäfer gegen Fisch: K. o. in der ersten Runde 140
Aufklärung 140
7.3 Die stinkende Nackengabel der Schwalbenschwanzraupen 144
Mit Hämolyphdruck ausgestülpt, mit Muskelkraft eingezogen 144
Die Nackengabel, eine chemische Keule 144
Das Schreckpotenzial der Nackengabel 144
Die Nackengabel als chemische Fabrik: Was uns ihr Feinbau verrät 144
7.4 Piepslaute: Fliegender Instrumentenwechsel im Kopf des Totenkopfschwärmers 148
Was macht den Totenkopfschwärmer so unheimlich? 148
Anatomie eines ungewöhnlichen Lautapparats 148
Pfeifkonzert 148
7.5 Die explosive Verteidigung der Bombardierkäfer 151
Anatomie eines Miniaturschussapparats 151
Der Schussvorgang 151
Mit gezielten Schüssen gegen Angreifer 151
David gegen Goliath: Wie Bombardierkäfer Kröten außer Gefecht setzen 151
8 Insekten auf Partnersuche 159
8.1 Wer ist der sexiest man? Damenwahl bei den Stielaugenfliegen 159
Die Gene geben den Takt an 159
Das extravagante Aussehen der Stielaugenfliegenmännchen 159
Wie Stielaugenfliegen ihre Augenstiele in wenigen Minuten ausfahren 159
8.2 Liebesduette im Wiesengrund: Wenn die Männchen der Nachtigall-Grashüpfer mit den Beinen fiedeln 163
Wie sich die Nachtigall-Grashüpfer finden 163
Der Lautapparat: Der kleine Unterschied macht?s 163
Mit Gesang auf Weibchensuche 163
Showdown im Wiesengrund 163
Vom Lockgesang zum Werbegesang zum Schenkelschütteln 163
Der schüchterne Antwortgesang der Weibchen 163
Die unbestechlichen Weibchen der Nachtigall-Grashüpfer 163
Was tun, wenn Verkehrslärm die Balzgesänge übertönt? 163
8.3 Geheimnisvolles Licht in lauer Nacht: Leuchtkäfer unterwegs 170
Wer leuchtet hier? 170
Landefeuer für heiratslustige Männchen 170
Kontaktaufnahme 170
Wie genau nehmen es die Leuchtkäfermännchen mit dem Lichtsignalcode? 170
Hell leuchtende Weibchen bevorzugt 170
Die Lichtmaschine der Glühwürmchen 170
Leuchtkäfer, die Erfinder der Bioenergiesparlampe 170
8.4 Wiesenkonzert mit zwei Flügeln: Wenn Grillenmännchen aufspielen 178
Das Gesangsrepertoire der Grillenmännchen 178
Aufbau des Stridulationsorgans 178
Wie Grillenmännchen den Schall erzeugen 178
Rechtsgeiger werden bevorzugt 178
Was die Grillenweibchen anmacht 178
Wählerische Grillenweibchen 178
Feldgrillenmännchen als vollendete Kavaliere 178
8.5 Dufte Duftschuppen: Wie sich manche Schmetterlingsmännchen attraktiv machen 183
Duftschuppen, Duftflecken und Dufttaschen 183
Love is in the air: Der Männerduft der Schmetterlinge 183
Die Federbuschschuppen der Rapsweißlingmännchen 183
Die Duftschuppen der Silberbläulingsmännchen 183
Die Duftschuppen der Kaisermantelmännchen 183
8.6 Stechmückenmännchen auf Brautschau: Nur ein Ohr für Weibchen 188
Die monotone akustische Aufforderung der Stechmückenweibchen auf Männchensuche 188
Wie die Ohren der Stechmückenmännchen funktionieren 188
Wenn Stechmückenmännchen ihre Ohren spitzen 188
8.7 Die Hinterbeine der Prachtbienenmännchen als Parfümflakons 193
Lebensweise und Rolle der Prachtbienen im Ökosystem der Tropen 193
Warum Euglossinen oder Prachtbienen? 193
Die Spezialausrüstung der Prachtbienenmännchen 193
Sparsame Prachtbienenmännchen 193
Dufte Männchen 193
Parfümzerstäuber: Wie die Prachtbienenmännchen ihre gesammelten Düfte freisetzen 193
Warum sammeln männliche Prachtbienen Duftstoffe? 193
9 Nahrungserwerb und Beutefang 199
9.1 Good vibrations: Die Säge der Blattschneiderameisen 199
Laufende Sägen 199
Ursachenforschung mithilfe von Hightech-Geräten 199
Das Vibratomprinzip, eine erfolgreiche Schnittmethode 199
Wo man singt (sägt), da lass dich ruhig nieder 199
Vibrierende vs. stille Äste 199
Der Bedeutungswandel eines Signals im Lauf der Evolution 199
Was tun, wenn die Zähne stumpf werden? 199
9.2 Der tödliche Fangschlag der Gottesanbeterinnen 203
Typisch Gottesanbeterin, ein Steckbrief 203
Der Fangakt 203
Fliegenfangen ist eine schwierige Aufgabe 203
Die Lieblingsspeise der Großen Chinesen-Mantis 203
9.3 Wie Stechmückenweibchen ihre Opfer finden und dann anzapfen 209
Der Mensch als Wirt ist für Stechmückenweibchen nur zweite Wahl 209
Sind Stechmückenweibchen blutrünstig? 209
Wie das Stechmückenweibchen sein Opfer unbemerkt anzapft 209
Der Stechrüssel und der Saugakt 209
Die Mär vom süßen Blut 209
Käsefüße als Biofalle für Anopheles-Mückenweibchen? 209
9.4 Lust auf Süßes: Geschmacksknospen im Schlund des Totenkopfschwärmers 214
Wie der Totenkopfschwärmer an seine Nahrung kommt 214
Die Größe macht’s 214
Warum Totenkopfschwärmer unbehelligt in einen Bienenstock gelangen 214
Steckbrief: Acherontia atropos 214
Totenkopfschwärmer: Woher sie kommen, wohin sie fliegen 214
9.5 Weltrekord verloren: Die Schnappkiefer der Odontomachus-Ameisen 218
Wie die Odontomachus-Ameise ihren Schnappkieferapparat spannt 218
Wozu die Schnappkiefer auch noch taugen 218
Kann sich eine Odontomachus-Ameise auch entspannen? 218
Weltrekord verloren 218
9.6 Wie Bläulingsraupen Ameisen bezirzen 222
High Noon im Wiesengrund: Wenn Ameisen auf Bläulingsraupen treffen 222
Die drei Strategien der Bläulingsraupen bei Begegnungen mit Ameisen 222
Die Funktion der Tentakelorgane ist auch weiterhin rätselhaft 222
9.7 Mit Stachel und Gift auf Schabenjagd: Jagdszenen aus dem Alltag eines Juwelwespenweibchens 229
Wie Juwelwespenweibchen ihre Beute aufspüren 229
Zwei Stiche und ihre Folgen 229
Blut lecken für einen guten Zweck 229
Wie die Schabe durch das Wespengift zum Zombie wird 229
Eiablage nach Maß 229
Nachwort, fast schon ein Nachruf 235
Das Anthropozän und seine Auswirkungen auf die Insektenwelt 235
Eine Studie macht Schlagzeilen 235
Der Kleinkrieg um die methodische Reinheit der Modelle 235
Wie steht es um die Schmetterlinge? 235
Alles nicht so schlimm? 235
Die Zahl der Insekten befindet sich im Sinkflug 235
Folgen des Insektensterbens 235
Honigbienen sind nicht die wichtigsten Bestäuber 235
Sind Nationalparks und Naturschutzgebiete Zufluchtsstätten für Insekten? 235
Ein tödliches Quintett: Düngung, Mahd, Pestizide, Strukturwandel und Lichtverschmutzung 235
Es stinkt zum Himmel: Gülle in Hülle und Fülle 235
Warum Magerrasen zunehmend verschwinden 235
Mähen auf Teufel komm raus 235
Kein giftiger Land in dieser Zeit 235
Einblick in die Hexenküche der Schädlingsbekämpfungsmittel 235
Strukturwandel: Monokulturen statt Vielfalt 235
Lichtverschmutzung: Der helle Tod 235
Warum wir auch in Zukunft Insekten brauchen 235
Vertiefende und weiterführende Literatur 246

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 27.5.2023
• Zusatzinfo: XV, 256 S. 141 Abb., 109 Abb. in Farbe.
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Sachbuch/Ratgeber ► Natur / Technik ► Naturwissenschaft
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Biologie
• Schlagworte: Artensterben • Biodiversität • Entomologie • Insekten • Käfer • Morphologie
• ISBN-10: 3-662-66138-1 / 3662661381
• ISBN-13: 978-3-662-66138-3 / 9783662661383