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Biologie: 8. Klasse | Insekten

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Insekten

Insekten gehören zum Stamm der Gliederfüßer. Die Klasse der Insekten umfasst circa 1,5 Millionen bekannte Arten und bilden so die artenreichste Tiergruppe. Im Vergleich dazu gibt es nur etwa 50.000 Arten der Wirbeltiere.

Vielfalt

Die große Vielfalt der Insekten ist durch verschiedene Faktoren entstanden:

Bau eines typischen Insekts

Bau eines Insekts
Abb. 11: Bau eines Insekts[6]

5 Ober- und Unterschlundganglion
13 Darm
14 Rückenherz
15/18 Geschlechtsorgane
19 Bauchmark
20 Ausscheidungsorgane

Ein Insekt besteht aus mehreren „Teilen“:

  1. 1 Beinpaar
  2. 1 Bein- und Flügelpaar
  3. 1 Bein- und Flügelpaar

Der Chitinpanzer

Bei Insekten liegt nicht wie bei den Wirbeltieren ein Innenskelett aus Knochen und eine Außenmuskulatur vor. Stattdessen besitzen sie ein Außenskelett aus Chitin sowie eine Innenmuskulatur.

Aufbau eines Segments

Schema eines Segments eines Insekts
Abb. 12: Schema eines Segments eines Insekts

Die Beweglichkeit wird durch Gelenkhäute zwischen den Platten und zwischen den Segmenten gewährleistet. Das Exoskelett (Außenskelett) dient dabei als Schutz vor Verletzungen und Austrocknung.

Die Beine der Insekten

Grundbauplan eines Insektenbeins
Grundbauplan eines Insektenbeins[7]
A Hüfte
B Schenkelring
C Schenkel
D Schiene
E Fuß (5 Segmente + Krallen)

Die starke Gliederung der Beine („Gliederfüßer) bewirken, dass sie so gut beweglich sind. Dabei besitzen alle Insekten drei Beinpaare („Hexapoden“), die nur aus Chitinröhren bestehen, die wiederum durch Häute beweglich verbunden sind. Sie sind im Laufe der Evolution an die Lebensweise angepasst worden, so besitzt z.B. die Maulwurfsgrille eine Grabschaufel, der Grashüpfer Sprungbeine und Gottesanbeterinnen Fangbeine.

Flügel der Insekten

Die Flügel sind Ausstülpungen der Chitinhaut und sitzen an Gelenkhäuten zwischen der Rücken- und Bauchplatte. Die Bewegung ist eine sog. „indirekte Flügelbewegung“:

Indirekte Flügelbewegung
Indirekte Flügelbewegung[8]
a Flügel
c Quermuskel (Heber)
d Längsmuskel (Senker)

Das Tracheensystem der Insekten

Bei den Insekten läuft die Atmung über flexible Röhren, die durch Chitinspangen verstärkt sind. Dieses Röhrensystem durchzieht den ganzen Körper. Die Luft gelangt durch Atemöffnungen (=Stigmen) in die Röhren. Ein Stigma ist durch Reusen mit Härchen verschließbar.

Das Ausatmen erfolgt, wenn die um die Trancheen liegenden Muskeln diese zusammendrücken. Das Einatmen entspannen sich die Muskeln, die elastischen Röhren dehnen sich wieder aus und der resultierende Unterdruck saugt Luft durch die Stigmen ein.

Das Insektauge - ein Komplexauge

Aufbau eines Komplexauges
Abb. 15: Aufbau eines Komplexauges

Jedes Einzelauge sendet einen bestimmten Bildpunkt, einen Ausschnitt, an das Gehirn. Dort entsteht ein mosaikartiges Gesamtbild, das schärfer wird, je mehr Facetten das Insekt hat.

Das Strickleiternervensystem

Ein Ganglion ist ein Nervenknoten, d.h. eine Ansammlung von Nervenzellen. Ein Insekt hat verschiedene Arten davon:

Vergleich der „Baupläne“ von Insekten und Wirbeltieren

 InsektWirbeltier
Gestalt, Gliederung Kopf, Brust, Hinterleib, 6 Beine Kopf, Rumpf, 4 Gliedmaßen
Skelett Außen (Chitin) Innen (Knochen, Knorpel)
Flügel Hautausstülpungen aus Chitin Umgewandelte Gliedmaßen
Mundwerkzeuge Aus Chitin; außen Zähne; Hornleisten; im Schädel geschützt
Herz; Blutkreislauf Röhrenherz am Rücken; offen Kammerherz auf Brustseite; geschlossen
Blut Ohne Sauerstofftransport Mit Sauerstofftransport
Gasaustausch Tracheensystem Lunge bzw. Kiemen
Nervensystem Kopfganglien; Bauchmark (strickleiterartig) Zentrales Nervensystem (Kopf und Rückenmark)

Die Honigbiene

Der Bienenstaat - Koordinaten der Arbeitsteilung

Die exakte Koordination und Regulation wird durch Wirkstoffe im Körper und den ständigen Austausch von Informationen zwischen den Tieren ermöglicht.

Pheromone

Zum einen sind Pheromone „Wirksubstanzen“ der Königin, der sog. „Nestgeruch“. Zum anderen produzieren die Arbeiterinnen Lockstoffe beim Sammeln und Warnstoffen bei Feinden.

Hormone

Hormone sind Körperwirkstoffe, die die Abfolge der Körperentwicklung und damit der verschiedenen Arbeiten regulieren.

Das Bienenjahr

Frühjahr

Zu dieser Zeit gibt es ein gutes Nahrungsangebot. Außerdem legt die sowohl Königin unbefruchtete Eier, aus denen Drohnen (männliche Bienen) schlüpfen, als auch befruchtete. Aus diesen schlüpfen Arbeiterinnen, die nicht begattet werden können, und eine Königin. Diese wächst in der Weiselzelle heran und wird mit „Gelee royale“, dem Futtersaft der Ammenbienen bis zur Verpuppung, gefüttert.

Die alte Königin verlässt dann mit etwa der Hälfte des Volkes und mit einem Teil des Vorrats den Stock und gründet einen neuen Bienenstaat. Die neue Königin unternimmt mit den geschlüpften Drohnen Hochzeitsflüge, wird dabei besamt und speichert die Spermien in ihren Spermientaschen.

Sommer

In diesem Zeitraum wird die Brut versorgt und Vorräte gesammelt. Außerdem finden „Stockarbeiten“ statt.

Herbst

In der sog. „Drohnenschlacht“ werden „überflüssige“ Drohnen aus dem Nest geworfen und verhungern dadurch. Die letzte Brut schlüpft.

Winter

Die im Herbst geschlüpften Arbeiterinnen leben etwa 4-5 Monate und überwintern mit der Königin als „Wintertraube“. Dabei wird aktiv überwintert, d.h. der Brennstoffvorrat Honig wird gefressen, durch die Verdauung wird Muskelbewegung und somit Wärme ermöglicht.

Die Tanzsprache der Bienen

Der österreichische Zoologe Karl von Frisch (1886-1982) befasste sich stark mit dem Verhalten von Honigbienen. 1972 erhielt er hierfür den Nobelpreis, weil er aufzeigte, wie sich die Bienen untereinander verständigen.

Rundtanz
Rundtanz der Bienen[9]
Futterquelle näher als 50m vom Stock entfernt

Werden Bienen innerhalb dieser Entfernung fündig, führen sie einen Rundtanz auf und benachbarte Bienen folgen diesem.

Die Futterquelle im Umkreis wird näher definiert, indem die anderen Bienen gefüttert werden und Duftsignale abgegeben werden. So erkennen die Insekten, dass es sich z.B. um einen Kirschbaum handelt und können diesen anfliegen.

Schwänzeltanz
Schwänzeltanz der Bienen[10]
Futterquelle weiter als 100m vom Stock entfernt

Kehren die Sammlerinnen zurück zu ihrem Bienenstock, führen sie den Schwänzeltanz auf der senkrechten Wabe auf. Dabei werden den umliegenden Bienen diverse Informationen übermittelt:

Insekten im Naturhaushalt

Beispiel: Borkenkäfer

Borkenkäfer, wie z.B. der „Buchdrucker“ sind circa 2-3mm groß und Baumrindenbewohner der Fichte. In trockenen Sommern gibt es 2-3 Generationen. Sie befallen normalerweise kränkelnde, gebrochene bzw. geworfene Fichten und sorgen so im „Urwald“ für den Abbau und Umbau des toten organischen Materials. Borkenkäfer sind damit nützliche Tiere.

Der natürliche Feind des Käfers ist u.a. der Buntspecht. Durch diesen entsteht ein biologisches Gleichgewicht, wodurch keine weitreichenden Schäden an der Umwelt verursacht werden.

Käfer-Kalamitäten

Diese Käfer-Schäden (lat. calamitas = Schaden) an Pflanzenkulturen werden durch eine Massenvermehrung von „Schädlingen“ hervorgerufen.

Eine häufige Ursache sind Monokulturen, wie Fichtenwälder oder Kartoffelfelder. Die Pflanzen werden durch sauren Regen geschwächt, Stürme werden ganze Bestände und die Borkenkäfer vermehren sich rasant. Dadurch wird dieser zu einem „Schädling“.

Es gibt verschiedene Arten der Bekämpfung:

Möglichkeiten der „Schädlings“bekämpfung

Beispiel: Blattläuse

Methode Chemische SB. Biologische SB. Mechanische SB.
Beispiele Insektizide Einsatz natürlicher Feinde (z.B. Marienkäfer); Einsatz von Lockstoffen; (Aussetzen steriler Männchen) Ablesen der Blattläuse
Vorteile wirkt schnell; großflächiger Einsatz Einstellen eines biologischen Gleichgewichts; großflächig und gezielter Einsatz gezielter Einsatz; keine Folgeschäden
Nachteile Schädigung von „Nutz“organismen; Störung des natürlichen Gleichgewichts; Anreicherung in der Nahrungskette; Resistenz z.T. langwierig; natürliche Feinde können durch Vermehrung zu „Schädlingen“ werden teuer; nur auf kleinem Raum möglich

Insekten als Krankheitsüberträger

In Mitteleuropa

Die Mücke ist in Deutschland verbreitet. Das Männchen saugt nur Pflanzensäfte, während das Weibchen sich von Blut ernährt, da dies für die Eierentwicklung notwendig ist. Sie legt dann zwischen 100 und 300 Eier an der Wasseroberfläche ab.

Die Larven hängen kopfüber im Wasser und atmen über verschließbare Atemöffnungen am Hinterleib. Sie reinigen Gewässer und dienen als Fischnahrung.

In den Tropen/Subtropen

Durch die Anopheles (Stechmücken) wird beim Blutsaugen der Malariaerreger Plasmodium (tierischer Einzeller) übertragen. Weltweit erkranken pro Jahr ca. 250 Millionen Menschen an Malaria, wovon etwa 1 Millionen sterben. In Deutschland gibt es wegen der vielen Fernreisen 1000 Fälle pro Jahr.

Maßnahmen gegen die Mücke

Gegen die Mücken helfen

Maßnahmen gegen Malaria

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