Bau und Entwicklung der Insekten PDF

Preview

Summary

Vorlesungszusammenfassung
Sommersemester
Reihenfolge nicht mehr bekannt ...

Description

Bau und Entwicklung der Insekten

Evolutionäre Bedeutung von Insekten - Insekten: über 1 Million beschriebene Arten (vermutlich 10-100 Million unbeschriebene Arten) + enorme Vielfalt von Anpassungen an die Umwelt Ökologische Bedeutung der Insekten - In praktisch allen Lebensräumen anzutreffen (außer in Ozeanen) - Schlüsselrolle in vielen Ökosystemen (Herbivore, Parasiten, Räuber, Beute) Bedeutung der Insekten für den Menschen - Schädlinge in der Landwirtschaft und Forstwirtschaft - Nützlinge in der Land- und Forstwirtschaft - Produktion von Naturstoffen (Honig, Seide) - Entdeckung von Naturstoffen, z.B. Antibiotika - Überträger von Krankheiten (Malaria) Stamm der Gliederfüßer: - Insekten, Tausendfüßer, Krebstiere, Pfeilschwänze & Spinnentiere Kennzeichen - Segmentierung (teilweise verschmolzen) - Segmente mit (ebenfalls segmentierten) Anhängen (teilweise zurückgebildet) - Sklerotisiertes Exoskelett - Wachstum durch Häutung (Ecdysis) - Offenes Blutkreislaufsystem Merkmale: - Dreigliederung in Kopf, Thorax und Abdomen (Tagmata) - Adulte mit genau drei Beinpaaren - Kutikula o Unbelebte Ausscheidung der Epidermis (15-50% Chitin, versch. Proteine) o Wächst nicht mit  Häutung o Sklerotisierung: enzymatische Vernetzung der Proteine über reaktive Chinone - Hormonale Regulation der Insektenentwicklung o α-Ecdyson (Bildung in der Thoraxdrüse, lösen Häutungsprozesse aus  enzymatische Abtrennung der alten und Synthese der neuen Cuticula o Juvenilhormone (offenkettige Isoprenoide, Bildung in Corpora alata, steuert die Art der Häutung: viel Juvenilhormon = Larvalhäutung, wenig Juvenilhormon = Puppenhäutung) o Eclosionshormon (Peptidhormon, Bildung im Protocerebrum, löst eigentlichen Häutungsvorgang aus) o Bursicon (Polypeptid-Neurohormon, Sklerotisierung der Exocuticula)

 Hemimetabolie (allmähliche Verwandlung)

o Ei  Larve (mehrere Stadien möglich)  Pronymphe (erste Flügelansätze vorhanden)  Nymphe (exopterigote Larve, deutliche Flügelansätze)  Imago o Kein Puppenstadium o Stadien untereinander sehr ähnlich o Schrittweise Annäherung an den Imago o Ursprünglichere Form der Metamorphose (hauptsächlich bei niederen Insekten) o Larven haben oft ähnliches Habitat wie Imagines  Beispiele: Libellen, Schaben, Lang- und Kurzfühlerschrecken, Zikaden, Wanzen, Läuse  Holometabolie (vollkommene Verwandlung) o Ei  Larve (mehrere Stadien möglich)  Puppe (Chrysalis)  Imago o Puppenstadium mit tiefgreifenden Änderungen (katastrophale Metamorphose) o Keine Nahrungsaufnahme mehr während der Puppenphase o Histolyse/Histogenese (Abbau von Larval- und Aufbau von Imaginalorganen) o Abgeleitete Form der Metamorphose (hauptsächlich bei höheren Insekten)  Beispiele: Schlammfliegen, Käfer, Flöhe, Schmetterlinge, Netzflügler, Hautflügler Larvenformen: Eumere Larven (durchsegmentierter Körper) o Polypod: 3 thorakale Beinpaare & larvale Gliedmaßen (Afterfüße), z.B. Lepidoptera, Symphyta, Mecoptera o Oligopod: keine abdominalen Beinpaare, z.B. viele Käferlarven, Trichoptera o Apod: beinlos, weichhäutig (= Maden), z.B. Fliegen, Bienen Puppenformen: Pupa exarata (Körperanhänge nicht mit Körper verklebt) o Pupa libera (viele Coleoptea, Hymenoptera) o Pupa dipharata coarctata (Tönnchenpuppe der Dipteren)  Exuvien der beiden letzten Larvalhäutungen Pupa obtecta (Mumienpuppe, Körperanhänge mit Körper verklebt: viele Lepidoptera, einige Coleoptera) o Stürzpuppe: dünne Puppenhaut, Kopf unten, freihängend o Gürtelpuppe: dünne Puppenhaut, Kopf oben, mit Gespinstfaden befestigt o Seidenkokon: aus proteinösen Labialdrüsensekret  Beispiele von Insekteneiern o Eigelege auf Wirtspflanzen (Großer Kohlweißling, Lepidoptera) o Eier einzeln auf Wirtspflanzen (Kleiner Kohlweißling, Lepidoptera) o Eigelege in Wirtspflanzen, mit Kittschicht überzogen (Gemeine Kiefernbuschhornblattwespe) o Eier einzeln in Wirtseier o Eipakete (Ootheken) durch melanisierte Haut geschützt (amerikanisch Küchenschabe)

-

-

-

o Extrem lange Eistiele (Florfliege) o Eier mit Kitt an Haare des Wirtes (Kopflaus) o Eier in das Blatt der Wirtspflanze  Gallbildung (Eichengallwespe) o Eier aquatisch in Schiffchen (Gemeine Stechmücke) Insektenkopf o 5 (oder 6) miteinander verwachsene Segmente o Mundwerkzeuge: Labrum (Oberlippe), Mandibel (Oberkiefer), Maxillen (Unterkiefer) mit Maxillartastern, Labium (Unterlippe) mit Labialtastern o Antennen: modifizierte Extremitäten, tragen Chemo- und Mechanosensillen, oftmals Sexualdimorphismus (Pheromone!)  Ausprägungen: grannenartig, blätterförmig, einseitig gezähnt, gekniet, gefiedert, borstenförmig, pfriemförmig, keulig  Form:  Gliederantenne (nur Diplura, Collembola): Muskelansatz segmental (in jedem Segment sitzen Muskeln)  Geißelantenne (nur Scapus+Pedicel = erste 2 Segmente haben Muskelansatz) o Augen: Komplexaugen aus vielen Ommatidien (Bildsehen) und Ocellen (Punktaugen) zum Hell-Dunkel-Sehen o Clypeus (Kopfschild) Thorax o 3 Segmente (Pro-, Meso- und Metathorax) o Ansatzpunkt für die 3 Beinpaare o Ansatzpunkt für die 2 Flügelpaare (an Meso- und Metathorax) o Flugmuskulatur Flügel o Ausstülpungen der Haut (keine Extremitäten) o Evolution weitgehend ungeklärt (seitliche oder Rückenausstülpungen? Anhänge der Beine?) o Vorteile: Ausbreitung, Nahrungssuche, Flucht o Pterigota (Fluginsekten) durch Spezialanpassungen diverseste Tiergruppe o Flügeladern sind wichtiges Bestimmungsmerkmal Modifikationen  Flügel mit Schuppen (Schmetterlinge) o Tarnung (Mimese) o Warnfärbung o Mimikry o Partnerwahl o Verbessertes Flugverhalten  Flügel mit Haaren (Köcherfliegen)  Hinterflügel zu Schwingkölbchen (Halteren) reduziert (Fliegen, Mücken) => flugstabilisierend  Vorderflügel sklerotisiert und ohne Adern (Elytren) bei Käfern => nicht mehr am Flug beteiligt  Vorderflügel ledrig verdickt, mit Aderung (Tegmina) bei Heuschrecken oder Schaben

-

-

-

Insektenbein o Gliederung in Coxa (Hüfte), Trochanter (Schenkelring), Femur (Schenkel), Tibia (Schiene), Tarsus (Fuß) mit Kralle o Abwandlungen vom Prototyp (Laufbein): Sprungbein, Grabbein, Schwimmbein, Fangbein, Sammelbein Abdomen o Ursprünglich 11 Segmente (teilweise verschmolzen oder zurückgebildet) o Verdauungs- und Fortpflanzungsorgane o Extremitäten bei Adulten reduziert, teilweise zu Anhängen umgewandelt  Cerci = abgewandelte Extremitäten des letzten Abdominalsegments  Haltevorrichtung bei der Paarung, z.B. bei Libellen  Werkzeug zur Jagd und Entfalten der Flügel bei Ohrwürmern  Sinnesorgane (bei Schaben)  Flugstabilisierung (bei Eintagsfliegen)  Furca (Furcula) bei Springschwänzen = abgewandelte Extremitäten des 4. Abdominalsegments  Einrastmechanismus am 3. Abdominalsegment  Ermöglicht bei Gefahr ungerichtete Sprungbewegung  Legebohrer = abgewandelte paarige Extremitäten des 8. Und 9. Abdominalsegments  Bei Bienen und Wespen zum Wehrstachel umgebildet Atmung über Tracheensystem o Ektodermale röhrige Ausstülpungen (spiralig verstärkt  Kollabierungsschutz) o Gasaustausch o Gaseintritt über verschließbare Öffnungen (Stigmen) o Gastransport durch Diffusion (Größenlimitierung der Insekten) o Unterstützung durch aktive Kontraktionen des Abdomens o Fixierung innerer Organe (Bindegewebsfunktion)...