Gnatzy / Tautz Insekten - Erfolgsmodelle der Evolution

Faszinierend und bedroht
1. Auflage 2023
ISBN: 978-3-662-66138-3
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 265 Seiten

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.

Autoren/Hrsg.

Gnatzy, Werner

Tautz, Jürgen

Inhaltsverzeichnis

1; Geleitwort;5
2; Vorwort;8
3; Inhaltsverzeichnis;10
4; Über die Autoren;13
5;1 Einleitung;14
6;2 Vom Ei zum fertigen Insekt;23
6.1;2.1 Kein Ei gleicht dem anderen: Die Formenvielfalt der Insekteneier;23
6.1.1;Die Wegwerfeier der Indischen Stabheuschrecke;23
6.1.2;Ei am Stiel: Das Gelege der Gemeinen Florfliege;23
6.1.3;Die ziselierten Eier des Hauhechel-Bläulings;23
6.1.4;Das unsinkbare Eischiffchen der Gemeinen Stechmücke;23
6.2;2.2 Das Exoskelett: Die phantastischen Eigenschaften der Cuticula;28
6.2.1;Wie Insekten ihre Cuticula wasserdicht machen;28
6.2.2;Woraus die Cuticula besteht;28
6.2.3;Anlage und Aushärtung der Cuticula;28
6.2.4;Veredelte Cuticula;28
6.2.5;Warum sich Insekten häuten müssen;28
6.2.6;Marke Eigenbau: Wie ein neues Exoskelett gebildet wird;28
6.2.7;Wie die Außenhülle nach der Häutung fest wird;28
6.2.8;Wie Insekten bis kurz vor der Häutung sensibel bleiben;28
6.3;2.3 Warum sich manche Insekten nicht nur häuten: Zwei Wege zum Erfolg;37
6.3.1;Hemimetabole Entwicklung;37
6.3.2;Kleiderwechsel einer Grille: In 20 min aus der Haut gefahren;37
6.3.3;Ein Lebewesen, zwei Lebensformen;37
6.3.4;Erfolgsmodell holometabole Entwicklung;37
6.4;2.4 Die Eroberung der Luft durch Insekten;44
6.4.1;Die Physik der Lüfte;44
6.4.2;Wie es begann: Insekten erobern den Luftraum;44
6.4.3;Vierflügler: Libellen, Veteranen der Luft, aber auch heute noch perfekte Flieger;44
6.4.4;Zweiflügler: (Stuben-)Fliegen, Luftakrobaten und ihre waghalsigen Flugmanöver;44
6.4.5;Falsche Zweiflügler;44
6.4.6;Flügeldesign;44
6.4.7;Wie die Insekten ihre Flügel bewegen;44
6.4.8;Die Flugformen der Schmetterlinge;44
7;3 Färbung und Farbmuster;53
7.1;3.1 Die Goldpuppe von Euploea core;53
7.1.1;Es ist nicht alles Gold, was glänzt;53
7.1.2;Woher kommt der Goldglanz?;53
7.1.3;Wie die Goldpuppe ihren Goldglanz verliert;53
7.1.4;Was bringt der Goldglanz?;53
7.2;3.2 Der Blaumetallic-Look der Schillerschuppen von Morpho-Faltern;57
7.2.1;Das Zusammenspiel von Schiller- und Deckschuppen;57
7.2.2;Nanostrukturen: Der komplexe Feinbau einer blauen Schillerschuppe;57
7.2.3;Wie der Blaumetallic-Look entsteht;57
7.2.4;Nach dem Vorbild der Natur;57
7.3;3.3 Schimmernd wie Opale: Die Schuppen des Rüsselkäfers Eupholus;63
7.3.1;Schuppen bei Käfern?;63
7.3.2;Eupholus-Schuppen: Gebaut wie Opale?;63
7.3.3;Photonische Kristalle verursachen einzigartige Lichteffekte;63
7.3.4;Auffällig unauffällig;63
7.4;3.4 Die strahlend weißen Schuppen der (Kohl-)Weißlinge;68
7.4.1;Kohlweißlinge, die Allerweltsbürger unter den Tagschmetterlingen;68
7.4.2;Typisch Weißling: Filigranes Gitterwerk der Schuppen, besetzt mit winzigen Perlen;68
7.4.3;Perlenbildung à la Pieris;68
7.4.4;Perlen: Abfallspeicher mit ornamentaler Funktion;68
7.4.5;Warum die Schuppen der Kohlweißlinge so strahlend weiß erscheinen;68
7.4.6;Vergänglicher Perlenglanz, auch bei Weißlingen;68
8;4 Trichome, Lotuseffekt und Haftstrukturen;74
8.1;4.1 Grazile Skater;74
8.1.1;Der Vorteil von drei Beinpaaren;74
8.1.2;Warum Wasserläufer nicht untergehen: Aspekte der Grenzflächenspannung;74
8.1.3;Wasserabweisend durch Nanorillen;74
8.1.4;Laufen mit Ruderkraft;74
8.1.5;Der Trampolintrick;74
8.2;4.2 Anhängliche Freier: Die Saugfüße der Gelbrandkäfermännchen;78
8.2.1;Der kleine Unterschied macht’s: Die Haftbeine der Gelbrandkäfermännchen;78
8.2.2;Der Klammergriff der Gelbrandkäfermännchen;78
8.2.3;Das einfache Wirkprinzip eines Saugnapfs;78
8.3;4.3 Der Sicherheitsschild der Wanzen gegen ihr eigenes Gift;82
8.3.1;Wanzenduft, ein tödlicher Giftcocktail;82
8.3.2;Minipilze: Noppenartige Erhebungen kennzeichnen das Verdunstungsfeld;82
8.3.3;Auch Wanzen nutzen den Lotuseffekt!;82
8.4;4.4 Sehen bei Dämmerlicht: Facettenaugen mit Antireflexbelag;87
8.4.1;Nanonoppen auf der Cornea von Nachtfaltern;87
8.4.2;Tagfalter- vs. Nachtfaltercornea;87
8.4.3;Vorteile von Nanonoppen auf der Nachtfaltercornea;87
8.4.4;Technische Anwendungen biomimetischer Nanostrukturierungen;87
8.4.5;Die Probe aufs Exempel: Brillengläser mit Lotuseffekt unter dem Rasterelektronenmikroskop;87
8.5;4.5 Plastron und Rosettentracheen der Grundwanze Aphelocheirus;91
8.5.1;Ein ganzes Leben unter Wasser;91
8.5.2;Wie Sauerstoff in den Körper der Grundwanze gelangt;91
8.5.3;Das Plastron, ein Mantel aus (unechten) Haaren;91
8.5.4;Nie wieder auftauchen: Der Vorteil der Plastronatmung für die Grundwanze;91
8.5.5;Wie Luftbläschenfang das Plastron ständig mit Sauerstoff füllt;91
8.5.6;Nie wieder einen nassen Bikini?;91
9;5 Körperpflege;98
9.1;5.1 Die antibakteriellen und pilztötenden Putzmittel der Gelbrandkäfer;98
9.1.1;Lage, Bau und Inhalt der Pygidialdrüsen der Gelbrandkäfer;98
9.1.2;Körperpflege à la Gelbrandkäfer;98
9.1.3;Die Pygidialdrüsen: Die Schreckdrüsen der an Land lebenden Käfer;98
9.1.4;Die Pygidialdrüsen, ein Paradebeispiel für einen Funktionswechsel von Drüsen und/ oder der Neuentwicklung andersartiger chemischer Verbindungen;98
10;6 Die Supersinne der Insekten;102
10.1;6.1 CO2-Alarm bei den Blattschneiderameisen: Sensilla ampullacea im Einsatz;102
10.1.1;Blattschneiderameisen und Kohlendioxid;102
10.1.2;Woher kommt das Kohlendioxid im Ameisennest?;102
10.1.3;Was tun bei hohen CO2-Konzentrationen: Nestbelüftung ja oder nein?;102
10.1.4;Die CO2-Messfühler der Blattschneiderameisen;102
10.2;6.2 Die Rauchgasmelder auf den Antennen der Kiefernprachtkäfer;105
10.2.1;Guajacol, ein typischer Harzgeruch oder warum Kiefernprachtkäfer auf brennende (Kiefern-)Wälder fliegen;105
10.2.2;Wissenschaftler als Brandstifter;105
10.2.3;Keine Science-Fiction: Käferantennen als Messfühler;105
10.2.4;Wie sieht ein biologischer Rauchdetektor aus?;105
10.2.5;Die Larven der Kiefernprachtkäfer haben ein Problem;105
10.2.6;Was tun Kiefernprachtkäfer, wenn es nicht brennt?;105
10.3;6.3 Isaac Newton, die Schwerkraft und die Keulenhaare der Grillen;110
10.3.1;Wie Tiere ihr Gleichgewicht halten;110
10.3.2;Keulenhaare, die Schweresinnesorgane der Grillen;110
10.3.3;Steckbrief: Keulenhaar;110
10.3.4;Wie Grillen auf Änderungen der Schwerkrafteinwirkung reagieren;110
10.3.5;Crickets in space oder warum Grillen ins Weltall geschickt wurden;110
10.4;6.4 Schwingkölbchen statt Hinterflügel: Der Kreiselkompass der Fliegen;114
10.4.1;Die sensiblen Schwingkölbchen;114
10.4.2;Bau und Funktionsweise der campaniformen Sensillen;114
10.4.3;Schwingkölbchen helfen auch beim Krabbeln;114
10.5;6.5 Heiß auf Waldbrände: Kiefernprachtkäfer, die fliegenden Feuermelder;118
10.5.1;Aus der Art geschlagen;118
10.5.2;Infrarotstrahlung weist dem Feuerkäfer den Weg;118
10.5.3;Die Miniaturfeuermelder der Kiefernprachtkäfer;118
10.5.4;Wie werden die IR-Sinnesorgane des Kiefernprachtkäfers erregt?;118
10.5.5;Welche Funktion haben die Wachsdrüsen?;118
10.6;6.6 Das Augenglühen von Nachtschwärmern im Dämmerlicht;122
10.6.1;Sehen in tiefer Dunkelheit: Schwärmer unterwegs;122
10.6.2;Das Augenglühen der Nachtschwärmer;122
10.6.3;Tracheolenkörbe als Lichtfallen;122
10.6.4;Wie die Superpositionsaugen des Totenkopfschwärmers funktionieren;122
10.7;6.7 Schmeißfliegen: Stumme Zeugen;127
10.7.1;Kadaverökologie: Ein bisschen Aas muss sein;127
10.7.2;Die Nase der Fleischfliegen: Mit zwei Nasen riecht's sich besser;127
10.7.3;Aasgeruch entzückt Schmeißfliegenweibchen;127
10.7.4;Wundheilung mit Fliegenmaden: Medizinische Wunderwaffen aus der Natur?;127
10.8;6.8 Der Notrufsender verschütteter Blattschneiderameisen;131
10.8.1;Wie werden die Stridulationssignale erzeugt?;131
10.8.2;Wie Blattschneiderameisen Stridulationssignale wahrnehmen;131
10.8.3;Wie und wann läuft die Rettungsaktion ab?;131
11;7 Feindabwehr und Befreiungsstrategien;136
11.1;7.1 Wanzen: Chemische Keulen auf sechs Beinen;136
11.1.1;Lage und Bau der Duft- oder Stinkdrüsen;136
11.1.2;Ein Duftcocktail und seine Wirkung;136
11.1.3;Beschuss mit lähmenden Folgen: Die vielfältigen Verteidigungsstrategien der Wanzen;136
11.2;7.2 Die K.-o.-Tropfen der Gelbrandkäfer: Wirbeltierhormone als Waffe bei Fischattacken;140
11.2.1;Zur Nachahmung nicht zu empfehlen;140
11.2.2;Umgerüstet;140
11.2.3;Lage und Bau der Schreckdrüse;140
11.2.4;Gelbrandkäfer gegen Fisch: K. o. in der ersten Runde;140
11.2.5;Aufklärung;140
11.3;7.3 Die stinkende Nackengabel der Schwalbenschwanzraupen;144
11.3.1;Mit Hämolyphdruck ausgestülpt, mit Muskelkraft eingezogen;144
11.3.2;Die Nackengabel, eine chemische Keule;144
11.3.3;Das Schreckpotenzial der Nackengabel;144
11.3.4;Die Nackengabel als chemische Fabrik: Was uns ihr Feinbau verrät;144
11.4;7.4 Piepslaute: Fliegender Instrumentenwechsel im Kopf des Totenkopfschwärmers;148
11.4.1;Was macht den Totenkopfschwärmer so unheimlich?;148
11.4.2;Anatomie eines ungewöhnlichen Lautapparats;148
11.4.3;Pfeifkonzert;148
11.5;7.5 Die explosive Verteidigung der Bombardierkäfer;151
11.5.1;Anatomie eines Miniaturschussapparats;151
11.5.2;Der Schussvorgang;151
11.5.3;Mit gezielten Schüssen gegen Angreifer;151
11.5.4;David gegen Goliath: Wie Bombardierkäfer Kröten außer Gefecht setzen;151
12;8 Insekten auf Partnersuche;159
12.1;8.1 Wer ist der sexiest man? Damenwahl bei den Stielaugenfliegen;159
12.1.1;Die Gene geben den Takt an;159
12.1.2;Das extravagante Aussehen der Stielaugenfliegenmännchen;159
12.1.3;Wie Stielaugenfliegen ihre Augenstiele in wenigen Minuten ausfahren;159
12.2;8.2 Liebesduette im Wiesengrund: Wenn die Männchen der Nachtigall-Grashüpfer mit den Beinen fiedeln;163
12.2.1;Wie sich die Nachtigall-Grashüpfer finden;163
12.2.2;Der Lautapparat: Der kleine Unterschied macht?s;163
12.2.3;Mit Gesang auf Weibchensuche;163
12.2.4;Showdown im Wiesengrund;163
12.2.5;Vom Lockgesang zum Werbegesang zum Schenkelschütteln;163
12.2.6;Der schüchterne Antwortgesang der Weibchen;163
12.2.7;Die unbestechlichen Weibchen der Nachtigall-Grashüpfer;163
12.2.8;Was tun, wenn Verkehrslärm die Balzgesänge übertönt?;163
12.3;8.3 Geheimnisvolles Licht in lauer Nacht: Leuchtkäfer unterwegs;170
12.3.1;Wer leuchtet hier?;170
12.3.2;Landefeuer für heiratslustige Männchen;170
12.3.3;Kontaktaufnahme;170
12.3.4;Wie genau nehmen es die Leuchtkäfermännchen mit dem Lichtsignalcode?;170
12.3.5;Hell leuchtende Weibchen bevorzugt;170
12.3.6;Die Lichtmaschine der Glühwürmchen;170
12.3.7;Leuchtkäfer, die Erfinder der Bioenergiesparlampe;170
12.4;8.4 Wiesenkonzert mit zwei Flügeln: Wenn Grillenmännchen aufspielen;178
12.4.1;Das Gesangsrepertoire der Grillenmännchen;178
12.4.2;Aufbau des Stridulationsorgans;178
12.4.3;Wie Grillenmännchen den Schall erzeugen;178
12.4.4;Rechtsgeiger werden bevorzugt;178
12.4.5;Was die Grillenweibchen anmacht;178
12.4.6;Wählerische Grillenweibchen;178
12.4.7;Feldgrillenmännchen als vollendete Kavaliere;178
12.5;8.5 Dufte Duftschuppen: Wie sich manche Schmetterlingsmännchen attraktiv machen;183
12.5.1;Duftschuppen, Duftflecken und Dufttaschen;183
12.5.2;Love is in the air: Der Männerduft der Schmetterlinge;183
12.5.3;Die Federbuschschuppen der Rapsweißlingmännchen;183
12.5.4;Die Duftschuppen der Silberbläulingsmännchen;183
12.5.5;Die Duftschuppen der Kaisermantelmännchen;183
12.6;8.6 Stechmückenmännchen auf Brautschau: Nur ein Ohr für Weibchen;188
12.6.1;Die monotone akustische Aufforderung der Stechmückenweibchen auf Männchensuche;188
12.6.2;Wie die Ohren der Stechmückenmännchen funktionieren;188
12.6.3;Wenn Stechmückenmännchen ihre Ohren spitzen;188
12.7;8.7 Die Hinterbeine der Prachtbienenmännchen als Parfümflakons;193
12.7.1;Lebensweise und Rolle der Prachtbienen im Ökosystem der Tropen;193
12.7.2;Warum Euglossinen oder Prachtbienen?;193
12.7.3;Die Spezialausrüstung der Prachtbienenmännchen;193
12.7.4;Sparsame Prachtbienenmännchen;193
12.7.5;Dufte Männchen;193
12.7.6;Parfümzerstäuber: Wie die Prachtbienenmännchen ihre gesammelten Düfte freisetzen;193
12.7.7;Warum sammeln männliche Prachtbienen Duftstoffe?;193
13;9 Nahrungserwerb und Beutefang;199
13.1;9.1 Good vibrations: Die Säge der Blattschneiderameisen;199
13.1.1;Laufende Sägen;199
13.1.2;Ursachenforschung mithilfe von Hightech-Geräten;199
13.1.3;Das Vibratomprinzip, eine erfolgreiche Schnittmethode;199
13.1.4;Wo man singt (sägt), da lass dich ruhig nieder;199
13.1.5;Vibrierende vs. stille Äste;199
13.1.6;Der Bedeutungswandel eines Signals im Lauf der Evolution;199
13.1.7;Was tun, wenn die Zähne stumpf werden?;199
13.2;9.2 Der tödliche Fangschlag der Gottesanbeterinnen;203
13.2.1;Typisch Gottesanbeterin, ein Steckbrief;203
13.2.2;Der Fangakt;203
13.2.3;Fliegenfangen ist eine schwierige Aufgabe;203
13.2.4;Die Lieblingsspeise der Großen Chinesen-Mantis;203
13.3;9.3 Wie Stechmückenweibchen ihre Opfer finden und dann anzapfen;209
13.3.1;Der Mensch als Wirt ist für Stechmückenweibchen nur zweite Wahl;209
13.3.2;Sind Stechmückenweibchen blutrünstig?;209
13.3.3;Wie das Stechmückenweibchen sein Opfer unbemerkt anzapft;209
13.3.4;Der Stechrüssel und der Saugakt;209
13.3.5;Die Mär vom süßen Blut;209
13.3.6;Käsefüße als Biofalle für Anopheles-Mückenweibchen?;209
13.4;9.4 Lust auf Süßes: Geschmacksknospen im Schlund des Totenkopfschwärmers;214
13.4.1;Wie der Totenkopfschwärmer an seine Nahrung kommt;214
13.4.2;Die Größe macht’s;214
13.4.3;Warum Totenkopfschwärmer unbehelligt in einen Bienenstock gelangen;214
13.4.4;Steckbrief: Acherontia atropos;214
13.4.5;Totenkopfschwärmer: Woher sie kommen, wohin sie fliegen;214
13.5;9.5 Weltrekord verloren: Die Schnappkiefer der Odontomachus-Ameisen;218
13.5.1;Wie die Odontomachus-Ameise ihren Schnappkieferapparat spannt;218
13.5.2;Wozu die Schnappkiefer auch noch taugen;218
13.5.3;Kann sich eine Odontomachus-Ameise auch entspannen?;218
13.5.4;Weltrekord verloren;218
13.6;9.6 Wie Bläulingsraupen Ameisen bezirzen;222
13.6.1;High Noon im Wiesengrund: Wenn Ameisen auf Bläulingsraupen treffen;222
13.6.2;Die drei Strategien der Bläulingsraupen bei Begegnungen mit Ameisen;222
13.6.3;Die Funktion der Tentakelorgane ist auch weiterhin rätselhaft;222
13.7;9.7 Mit Stachel und Gift auf Schabenjagd: Jagdszenen aus dem Alltag eines Juwelwespenweibchens;229
13.7.1;Wie Juwelwespenweibchen ihre Beute aufspüren;229
13.7.2;Zwei Stiche und ihre Folgen;229
13.7.3;Blut lecken für einen guten Zweck;229
13.7.4;Wie die Schabe durch das Wespengift zum Zombie wird;229
13.7.5;Eiablage nach Maß;229
14; Nachwort, fast schon ein Nachruf;235
14.1;Das Anthropozän und seine Auswirkungen auf die Insektenwelt;235
14.2;Eine Studie macht Schlagzeilen;235
14.3;Der Kleinkrieg um die methodische Reinheit der Modelle;235
14.4;Wie steht es um die Schmetterlinge?;235
14.5;Alles nicht so schlimm?;235
14.6;Die Zahl der Insekten befindet sich im Sinkflug;235
14.7;Folgen des Insektensterbens;235
14.8;Honigbienen sind nicht die wichtigsten Bestäuber;235
14.9;Sind Nationalparks und Naturschutzgebiete Zufluchtsstätten für Insekten?;235
14.10;Ein tödliches Quintett: Düngung, Mahd, Pestizide, Strukturwandel und Lichtverschmutzung;235
14.11;Es stinkt zum Himmel: Gülle in Hülle und Fülle;235
14.12;Warum Magerrasen zunehmend verschwinden;235
14.13;Mähen auf Teufel komm raus;235
14.14;Kein giftiger Land in dieser Zeit;235
14.15;Einblick in die Hexenküche der Schädlingsbekämpfungsmittel;235
14.16;Strukturwandel: Monokulturen statt Vielfalt;235
14.17;Lichtverschmutzung: Der helle Tod;235
14.18;Warum wir auch in Zukunft Insekten brauchen;235
15;Vertiefende und weiterführende Literatur;246