Insekten

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Einleitung

Insekten, Klasse des Stammes der Gliederfüßer.

Insekten sind die am höchsten entwickelte Klasse der Wirbellosen, wenn man von einigen Weichtieren absieht. Ihr gut gegen Austrocknung und andere äußere Einflüsse geschützter Körper, das relativ hoch entwickelte Nervensystem und die Flugfähigkeit der meisten Arten haben sie in die Lage versetzt, fast alle Lebensräume der Erde zu besiedeln; es gibt sogar einige meeresbewohnende Vertreter. Die Klasse ist weltweit verbreitet, ihre größte Individuenzahl und Mannigfaltigkeit erreicht sie in den Tropen, wo Insekten nahezu allgegenwärtig sind.

Etwa eine Million rezente (heute lebende) Arten wurden bisher beschrieben, womit Insekten rund 85 Prozent aller Tierarten ausmachen. Nach Ansicht von Insektenkundlern (Entomologen) ist ein Vielfaches der Zahl bereits bekannter Insekten noch unentdeckt bzw. unbenannt, da vor allem die wenig untersuchten Kronendächer tropischer Regenwälder vermutlich eine enorme Artenvielfalt beherbergen. Die ältesten fossilen Insekten fand man in Gesteinen aus dem Devon, die rund 400 Millionen Jahre alt sind; diese Tiere waren flügellos und ähnelten Hundertfüßern, mit denen die Klasse auch am engsten verwandt ist. Im Karbon fanden sich bereits Insekten, die im Körperbau den heutigen Schaben glichen.

Insekten zeigen erhebliche Größenunterschiede: Winzige parasitische Fliegen, Wespen und Käfer sowie einige Vertreter der Ordnung Springschwänze (die allerdings möglicherweise eine eigenständige Gliederfüßergruppe repräsentieren) werden nur etwa einen Viertel Millimeter lang; das kleinste bekannte Insekt ist die lediglich 0,14 Millimeter große Wespe Dicopomorpha echmepterygis, die in Costa Rica vorkommt. Fossile, mit den heutigen Libellen verwandte Arten wiesen dagegen Flügelspannweiten von mehr als 70 Zentimetern auf; ihr Körper war 45 Zentimeter lang. Die größten heute lebenden Insekten sind südostasiatische Gespenstschrecken mit einer Körperlänge von ungefähr 30 Zentimetern (inklusive der Beine sind sie fast doppelt so lang) und einige Nachtfalter mit Flügelspannweiten bis 40 Zentimeter. Als schwerste Insekten gelten die Weibchen der seltenen neuseeländischen Riesenheuschrecke Deinacrida heteracantha, die über 70 Gramm erreichen können, sowie einige tropische Käferarten aus der Familie der Blatthornkäfer.

Im Allgemeinen sind Insekten ganz spezifisch an ihre Umwelt angepasst. Viele Arten hängen von einer einzigen Pflanzenart ab; sie ernähren sich dabei oft ausschließlich von einem bestimmten Teil der Pflanze, etwa den Blättern, dem Stängel, den Blüten oder den Wurzeln. Häufig ist die Beziehung zwischen Insekt und Pflanze auch für Wachstum und Vermehrung der Pflanze notwendig, etwa wenn diese auf eine Bestäubung durch Insekten angewiesen sind (was für einen großen Teil der höheren Pflanzen zutrifft); es handelt sich dabei um Koevolution. Blattschneiderameisen leben in einer Symbiose mit Pilzen, die sie regelrecht kultivieren. Eine Reihe von Insektenarten ernährt sich von faulendem Pflanzenmaterial, andere von Dung oder Aas; sie alle tragen zur Zersetzung toter organischer Stoffe maßgeblich bei (siehe Fäulnis und Verwesung). Auch als Schädlinge an Kulturpflanzen spielen viele Insekten eine große Rolle.

Viele Arten leben räuberisch oder als Parasiten, oft im Körper von anderen Insekten. Manche Insekten parasitieren auf anderen parasitischen Insekten, ein Phänomen, das man als Sekundär- oder Hyperparasitismus bezeichnet; in vereinzelten Fällen leben sie sogar parasitisch auf Sekundärparasiten. Auch für Mensch und Tier sind zahlreiche Insekten als Parasiten und Krankheitsüberträger von Bedeutung. Einige wenige Insektenarten sind zwar nicht streng parasitisch, leben aber auf Kosten anderer Insekten, mit denen sie eng verbunden sind. Ein Beispiel für eine derartige Beziehung ist die Wachsmotte; sie lebt in Bienenstöcken und ernährt sich von den Waben der Bienen. Bisweilen ist die Beziehung zwischen zwei Arten auch symbiotisch: So versorgen Ameisenvölker bestimmte mit ihnen zusammenlebende Käfer mit Nahrung und erhalten als Gegenleistung von den Käfern abgesonderte Flüssigkeiten; auch mit Blattläusen pflegen manche Ameisen eine derartige Beziehung.

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Körperbau

Der Körper der Insekten ist in drei Teile gegliedert: Kopf, Brust (Thorax) und Hinterleib (Abdomen). Jeder dieser Teile setzt sich aus mehreren Segmenten zusammen, die einander prinzipiell gleichen (entsprechend dem Bauplan der Gliedertiere); vor allem Kopf- und Brustsegmente sind jedoch oft stark abgewandelt. Die ursprünglich sechs Segmente des Kopfes sind außerdem in der Regel so stark miteinander verschmolzen, dass man sie kaum voneinander abzugrenzen vermag. Am Kopf sitzen zwei Antennen (Fühler), das Labrum (Oberlippe), ein Paar Mandibeln (Oberkiefer), ein Paar Maxillen (Unterkiefer), die wiederum ein Paar Palpen (Taster) tragen; weiterhin ein verschmolzenes zweites Maxillenpaar, das Labium (Unterlippe), ebenfalls mit einem Paar Taster. Die normalerweise an der Vorderseite des Kopfes sitzenden Antennen sind gegliedert. Bei einigen Insekten tragen die Fühler Geruchs- und Tastsinnesorgane. Die Mandibeln sind große, starke, auf beiden Seiten des Mundes sitzende Zangen, die horizontal schließen und zum Ergreifen und Zerbeißen von Nahrung dienen. Die Mundwerkzeuge zahlreicher Insekten, die sich auf flüssige Nahrung spezialisiert haben, sind zum Saugen und/oder Stechen oder Lecken umgewandelt.

An jedem der drei Brustsegmente sitzt jeweils ein Beinpaar, so dass alle Insekten insgesamt sechs Beine besitzen. Viele Larven weisen zusätzlich mehrere Paare beinartiger Körperanhänge auf, die man als Bauch- oder Afterfüße bezeichnet. Die Gestalt der Beine variiert je nach Art der Nutzung, doch alle Insektenbeine bestehen aus fünf Gliedern; das letzte Glied, der Tarsus, ist seinerseits meist gegliedert und trägt winzige Klauen oder Haftläppchen. Bei den geflügelten Insekten sitzt am zweiten und am dritten Brustsegment jeweils ein Paar häutige Flügel. Einige Insektenordnungen haben gar keine oder nur zwei Flügel; bei den Zweiflüglern (Fliegen und Mücken) etwa sind die Hinterflügel zu Schwingkölbchen (Halteren) umgewandelt, die durch Rotation die Tiere im Flug stabilisieren helfen. Die Flügelmembranen enthalten ein Netzwerk aus erhärteten Röhren, den so genannten Adern, die den Flügel versteifen. Das Adermuster der Flügel ist meist charakteristisch für die jeweiligen Arten und wird daher von Entomologen oftmals als Grundlage zur Klassifizierung genutzt.

Der Hinterleib von Insekten besteht in der Regel aus zehn oder elf deutlich abgegrenzten Segmenten. Der After liegt stets am letzten Segment; bei einer Reihe von Ordnungen, z. B. Schaben, Libellen, Ohrwürmern und Steinfliegen, sitzt an diesem Segment noch ein Paar Fühler, die man Cerci nennt. Bei weiblichen Insekten trägt der Hinterleib den Eiablageapparat (Ovipositor), der zu einem Stachel, einem Dorn oder einem Bohrer zur Ablage der Eier im Körper von Tieren oder in Pflanzen umgewandelt sein kann. Die Geschlechtsorgane der Insekten liegen am achten oder neunten Hinterleibssegment.

Insekten besitzen ein Außenskelett; es wird auch als Exoskelett bezeichnet und besteht aus einer derben Hülle. Diese wird gebildet, indem sich die Außenhaut (Cuticula) durch Einlagerung von Farbstoffen und Polymerisation (Verknüpfung) von Proteinen erhärtet – ein Vorgang, den man als Sklerotisierung bezeichnet. Wichtigster Inhaltsstoff ist das Polysaccharid Chitin. An den Gelenken sklerotisiert (erhärtet) das Außenskelett nicht; sie bleiben daher flexibel. Während der Wachstumsphase jedes Insekts finden Häutungen (Ecdysis) statt, da das starre Exoskelett nicht mitwachsen kann; beim gehäuteten Tier wird anschließend das Außenskelett unter Hormoneinfluss neu gebildet. Die äußerste Körperschicht enthält Wachs und bietet damit einen wirksamen Schutz vor Austrocknung, der den Vorfahren der Insekten den Übergang zum Landleben ermöglichte.

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Verdauung

Der Verdauungskanal der meisten Insekten ist untergliedert in eine Speiseröhre (Oesophagus), Vorderdarm, Mitteldarm (oder Magen) und Hinterdarm. Im Vorderdarm folgen der Speiseröhre vom Mund her ein Kropf und ein Vormagen, der bei vielen Arten ein muskulöser Kaumagen ist. Der Kropf dient als Nahrungsspeicher. In die Speiseröhre münden Speicheldrüsen, deren Absonderungen während des Kauens mit der Nahrung vermischt werden. Die Verdauung findet überwiegend im Mitteldarm statt, die Aufnahme der Nährstoffe erfolgt im Mittel- und Hinterdarm. Abfallstoffe gelangen zur Ausscheidung in den Hinterdarm. Mit dem vorderen Teil des Hinterdarmes verbunden ist eine große Zahl kleiner Röhrchen, die Malpighi-Gefäße. Abfallstoffe in der Hämolymphe (dem Blut der Insekten) gelangen durch die Wände dieser Gefäße in den Hinterdarm, von wo sie aus dem Insektenkörper ausgeschieden werden.

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Atmung und Blutkreislauf

Manche Insektenarten atmen durch Diffusion über die Körperwand, doch im Allgemeinen besteht das Atmungssystem aus einem Netzwerk von Röhren, den so genannten Tracheen. Diese leiten die Luft durch den gesamten Körper zu kleineren, verzweigten Röhrchen, den Tracheolen, die sämtliche Organe des Körpers versorgen. Die Öffnungen der Tracheen nach außen nennt man Stigmen. Die Stigmen liegen seitlich im Panzer des Insekts; in der Regel sind es 20 (zehn Paare), vier davon an der Brust und 16 am Hinterleib. Einige wasseratmende Insekten besitzen kiemenartige Strukturen.

Das Blutgefäßsystem der Insekten ist einfach. Die gesamte Leibeshöhle ist mit Blut gefüllt, das mittels eines einfachen Herzens zur Zirkulation gebracht wird; man spricht von einem offenen Blutkreislauf. Das Herz ist eine an beiden Enden offene Röhre, die unter dem Außenskelett über die gesamte Länge des Körpers am Rücken des Insekts entlang verläuft. Die Wände des Herzens können sich zusammenziehen, um das Blut durch das Herz nach vorn in die Leibeshöhle zu pressen.