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Biologie
Falter
Schmetterlinge
Wer
kennt das nicht? Bei schönem, warmem Wetter im Garten oder auf einer
Wiese sitzen, ausspannen und sich an der Schönheit der Natur erfreuen?
Dazu gehören ganz sicher auch die Schmetterlinge, über deren Farbenvielfalt
man eigentlich nur staunen kann.
Merkmale:
Der Körperbau der Schmetterlinge
entspricht
im Grunde genommen dem aller übrigen Insekten:
Sie
besitzen ein äußeres Skelett,
das aus Chitin
besteht und mehrere Chitinplatten sind in
Ringen angeordnet und durch Gelenkhäute beweglich verbunden. Auch die Beine und
die Fühler bestehen aus solchen Ringen.
Unterteilt wird der Körper in Kopf,
Brust und Hinterleib. Beim Kopf der
Schmetterlinge sind die Fühler, die Augen und bei den meisten Arten die
Mundwerkzeuge mit dem Saugrüssel sehr auffällig.
Am Brustkorb sind die meist großen und sehr zarten Flügel aufgehängt, sie
dominieren die Gestalt der Falter .
Schmetterlinge erreichen eine Körperlänge (ohne Flügel gemessen) bis
100 Millimeter.
Als größter Schmetterling gilt der Eulenfalter aus Südamerika. Diese Falter erreichen
Flügelspannweiten von 25 bis 30 cm.
Der Königin-Alexandra-Vogelfalter
((auch:Queen-Alexandra-Vogelfalter) ist mit Spannweiten von 20 bis 28
cm und einer Körperlänge von 7,5 cm
der größte Tagfalter. Beheimatet ist er in Neuguinea.
Die kleinsten Falter sind Angehörige der Schopfstirnmotten
mit einer Flügelspannweite von nur 1,5 bis 2 mm.
Als
Falter mit der größten Flügelfläche gilt der Atlasspinner aus
Südostasien.
Fühler
Der Bau der Fühler kann sehr unterschiedlich sein,
stellt ist er für eine Schmetterlingsfamilie etwas Charakteristisches.
Es gibt fadenförmige,
gekeulte (fadenförmig, am Ende eine Verdickung), gesägte
(auf einer Seite abstehende Fortsätze) und gekämmte Fühler. Aber
diese sind z.T. bei den Geschlechtern unterschiedlich gebaut, d.h., bei den Männchen stärker ausgeprägt.
Schmetterlinge können
mit ihnen riechen, manche auch tasten, schmecken und Temperaturen wahrnehmen. Kleine Härchen, die auf den Fühlern verteilt sind,
nehmen diese Reize wahr. Durch die Form der Fühler (gesägt oder
gekämmt) wird die Oberfläche stark vergrößert und damit
der Geruchssinn
verbessert. Männchen können dadurch die von den paarungsbereiten
Weibchen abgegebenen Pheromone (Botenstoffe)
über eine
große Entfernung wahrnehmen. Dies ist vor allem bei Faltern wichtig, die in sehr
zerstreuten Populationen (das ist eine Gruppe von Individuen einer Art) leben und deswegen nicht durch Zufall aufeinander
stoßen. Die Weibchen z.B. erriechen mit ihren Fühlern die richtigen
Raupenfutterpflanzen.
Mundwerkzeuge /
Augen
Bei
den Schmetterlingen sind die Mundwerkzeuge im Vergleich zu anderen Insekten
sehr spezialisiert und abgewandelt. Ihre Oberkiefer sind stark verkümmert, nur
die Familie der Urmotten
nutzt diese noch als Beißwerkzeuge. Die Unterkiefer bilden
zwei flexible Halbröhrchen, die über
Falznähte verbunden sind. Dadurch wird zwischen den beiden Röhrchen das Saugrohr
gebildet, mit dem die Falter ihre Nahrung aufsaugen können. Diese muss
flüssig sein, z.B. Blütennektar
und Pflanzensäfte.
In Ruhestellung wird der Saugrüssel unter dem Kopf
eingerollt.
Schmetterlinge verfügen u.a. auch über
Tast- und Riechorgane.
Die Länge des Rüssels ist je nach Art sehr unterschiedlich. Die
Schwärmer haben die
längsten Rüssel, die längsten sind 280 mm. Damit können sie
in die besonders engen Blütenhälse von Orchideen eindringen. Der Rüssel des Totenkopfschwärmers ist dagegen sehr kurz, aber kräftig gebaut.
Mit ihm
können sie auch Pfeiftöne erzeugen.
Bei einigen Schmetterlingsarten
( z. B. Pfauenspinnern) ist der
Rüssel gänzlich zurückgebildet. Die Urmotten haben keinen Rüssel.
Die Augen sind wie bei anderen Insekten als Facettenaugen ausgebildet. Diese bestehen aus bis
zu 6000 kleinen Einzelaugen. Neben diesen haben viele
Schmetterlingsarten zusätzlich ein Paar Einzelaugen, mit denen sie ihren Tag-Nacht-Rhythmus
steuern. Im Gegensatz zu den Tagfaltern besitzen die Nachtfalter Pigmentzellen in ihren Augen, mit denen sie die
einfallende Lichtintensität regulieren können.
Falter erkennen keine roten Farben, dafür sind
sie im Ultraviolettbereich
empfindlich. Die Nachtfalter werden von UV-Lampen angezogen. Mit ihren
Augen können Schmetterlinge etwa 200 m weit sehen. u
Brustabschnitt
Der Brustkorb
(Thorax) besteht aus drei ringförmigen Teilen, welche die gesamten Bewegungsorgane der
Tiere umfassen. Auf jedem Segment ist ein Beinpaar platziert. Bei vielen
Tagfaltern ist das erste Beinpaar zu Putzspornen zurückgebildet, die
nur zur Reinigung verwendet werden. Die Beine bestehen aus Hüfte, Schenkelring, Schenkel, Schiene und Fuß. Der Fuß
wiederum besteht aus fünf Gliedern, am letzten sind Klauen zum Festhalten
ausgebildet. Bei manchen Faltern befinden sich auf den Füßen (Tarsen) Sinnesorgane
zum Schmecken. Die Beine der Olivbraunen Zünslereule,
das ist ein Nachtfalter, tragen Dornen und große Haarbüschel, die wahrscheinlich
Duftstoffe verteilen. Auf den beiden hinteren
Segmenten des Brustkorbes sitzen die beiden Flügelpaare.
Schmetterlinge können hören. Ihre Ohren
befinden sich im hinteren Bereich des Brustkorbes oder zwischen Brustkorb und Becken in einer
von einer dünnen Membran bedeckten Grube. Diese Membran funktioniert ähnlich wie
das menschliche Trommelfell.
Flügel
Die Flügel sind bis auf wenige Ausnahmen die eigentlichen Bewegungsapparate
der Falter. Die Vorder- und Hinterflügel sind einzeln aufgehängt, werden aber bei
einigen Arten im
Flug mitunter durch besondere Mechanismen miteinander gekoppelt. Über die Flügel verlaufen die Flügeladern. Diese werden nach dem Schlüpfen,
wenn die Flügel schlaff und unbeweglich sind, mit einer Blutflüssigkeit
gefüllt. Danach können die Flügel trocknen, diese Adern verlieren ihre
Funktion.
Die Flügel sind auf der Ober- und Unterseite mit Schuppen bedeckt.
Bei den meisten Schmetterlingen ist auch der Körper mit Schuppen bedeckt,
das sind abgeflachte, artspezifische Haare, die dachziegelartig auf den
Flügeln liegen und die Flügeladern verdecken.
Die Flügel sind
für die Bestimmung von Schmetterlingen besonders wichtig.
Schmetterlinge sind oft auffällig gefärbt. Die Färbung entsteht meist
durch Pigmente, z.
T. durch
spezielle Oberflächenstrukturen, die Lichtbrechungseffekte
verursachen. Die einzelnen Schuppen sind immer nur einfarbig, aber ihre Form variiert
stark. Die häufigste ist die schildförmige mit drei bis fünf
Spitzen und einem verankerten schmalen Stiel am Ende. Andere
sind lanzenförmig oder kreisrund. Manche Schuppen, die dann meist
nebeneinander liegen und mit Haarbüscheln versehen sind, ermöglichen das
Aussenden von Gerüchen durch Poren. Diese Duftschuppen erleichtern den Geschlechtspartnern
das gegenseitige Auffinden.
Bei den Glasflüglern sind große Bereiche der Flügel anfangs noch lose beschuppt, werden
aber beim ersten Flug durch den Verlust der Schuppen durchsichtig und
glasklar.
Bei den Weibchen mancher Arten, selten bei den Männchen, sind die
Flügel komplett zurückgebildet. Sie können sich nur laufend fortbewegen. Das
ist z.B. bei den Echten Sackträgern der Fall. Bei den Spannern gibt es
Arten mit verkürzten Flügeln.
Schmetterlinge derselben Art haben
die gleiche Färbung. Meistens handelt
es sich hierbei um dunklere bis komplett schwarze Exemplare.
Das Abdomen besteht aus zehn gleichförmig gestalteten Segmenten, die mit
artspezifisch gefärbten Schuppen bedeckt sind. Dort finden sich die
lebenserhaltenden Organe, ein schlauchförmiges Herz, das Nervensystem, der Verdauungstrakt und die
Geschlechtsorgane sowie verschiedene Drüsen, die vor allem Duftstoffe produzieren. Die
Geschlechtsorgane sind artspezifisch gebaut und deshalb für die Bestimmung sehr
wichtig. Außen trägt das Männchen einen Klammerapparat, um das Weibchen während
der Paarung festzuhalten. Das Weibchen ist mit einer Legeröhre ausgestattet. Bei
manchen Arten besitzen die Weibchen am Ende des Hinterleibs Haarbüschel, die
über den Eigelegen zur Tarnung abgestreift werden können. Andere Arten weisen
Dornen auf, die beim Berühren Gift absondern.
Innerer
Aufbau
Schmetterlinge
haben ein röhrenförmige Herz, dieses pumpt in einem einfachen Kreislauf das Blut, das um
die Organe herumfließt. Das Blut dient dazu, Nährstoffe im Körper zu verteilen, es
transportiert aber keinen Sauerstoff bzw. Kohlendioxid. Der Gasaustausch erfolgt über Tracheen, die mit ihrem verzweigten
Rohrsystem alle Organe mit Sauerstoff versorgen. Der wird durch seitliche Öffnungen in den Körper gepumpt.
Das Nervensystem findet sich auf der Unterseite unterhalb des Darms. Es besteht aus zwei
Nervensträngen, die parallel verlaufen. Am vorderen Ende des Bereichs
zwischen Brustkorb und Becken
führen die Stränge um den Darm herum und verbinden sich mit Kopfganglien des Gehirns. Diese beiden
Nervenabschnitte sind voneinander unabhängig.
Das Verdauungssystem beginnt
mit einem muskulösen Rachen,
der die Nahrung vom Mund durch die Speiseröhre in den Nahrungsspeicher führt. An diesen schließt der
Mitteldarm an, in dem Nährstoffe in das Blut aufgenommen werden. Darauf folgt
der Enddarm. Es gibt nicht nur
Schmetterlinge, die keine Nahrung zu sich nehmen und dadurch das Verdauungssystem
nutzlos ist, sondern auch solche, die überhaupt kein Verdauungssystem mehr
aufweisen, z.B. bei manchen Pfauenspinnern.
Die inneren Geschlechtsorgane bestehen bei den Männchen aus zwei über dem
Darm liegenden Hoden, bei vielen Arten
sind sie zusammengewachsen. Sie sind durch schmale Röhren
mit dem Ausführungsgang der Samenblase verbunden, der als Penis
fungiert und die Spermien in das
Weibchen überträgt. Meistens werden die Spermien aber in einer Blase mit
härterer Hülle gespeichert und übertragen. Die
Weibchen haben zwei Eierstöcke, die mit je vier Schläuchen verbunden sind, in denen die Eier gebildet
werden.
Tarnung
(Beispiele)
Schmetterlinge haben
viele Fressfeinde. Deshalb haben sich im Laufe der Entwicklung zur Tarnung und Täuschung auf ihren Flügeln vielfach Zeichnungen
entwickelt, die z.B. wie Tieraugen aussehen (Tagpfauenauge) oder aber
gefährliche und giftige Tiere imitieren. Der Hornissen-Glasflügler sieht Hornissen zum
Verwechseln ähnlich, sodass Tiere einer dritten Art die beiden
nicht sicher voneinander unterscheiden können und verwechseln.
Die falschen Augen verleiten
die Räuber, an falscher Stelle
zuzuschnappen. Es gibt auch Falter mit Schreckfärbung wie das Rote Ordensband.
Einige Tagfalter weisen auf der Oberseite der Flügel bunte Zeichnungen auf,
auf der Unterseite sind die Flügel aber meist einfach gezeichnet und erscheinen
oft wie welkes Laub. Dadurch sind sie mit geschlossenen Flügeln gut getarnt und
der Umgebung angepasst.
Vor allem Nachtfalter, die am Tag meist auf Baumrinde sitzen,
besitzen eine rindenähnliche Flügelfärbung. Vogelkotmimese ist auch eine weit verbreitete
Tarnmethode. Raupen, Falter und Puppen sehen nicht nur aus wie Vogelkot auf der
Blattoberseite, sie können diesen Eindruck auch noch durch eine entsprechende
Körperhaltung verstärken (Ulmen-Harlekin).
Ernährung
Die erwachsenen Tiere nehmen mit ihrem Saugrüssel nur flüssige
Nahrung auf, meist Blütennektar. Dazu müsen sie viele
verschiedene Blüten anfliegen, die sie dabei auch bestäuben. Darunter
sind Pflanzen mit tiefen
Blütenkelchen, die nur von Schmetterlingen bestäubt werden können. Aber
die Schmetterlinge saugen auch andere süße Flüssigkeiten,
z. B. Pflanzensäfte, Honigtau von Läusen und den Saft von faulendem Obst. Der Totenkopfschwärmer
hat sich auf das Aussaugen von Bienenwaben spezialisiert. Wenn es sehr warm
ist, saugen Schmetterlinge auch gern Wasser aus kleinen Pfützen, damit
nehmen sie auch Mineralsalze auf. Es gibt auch ein paar Schmetterlingsarten,
die sich von Tierexkrementen und Urin ernähren. Einige Nachtfalterfamilien,
z.B. Eulenfalter und Spanner ( Afrika, Brasilien und Südostasien) trinken Tränenflüssigkeit. Einige Falterarten,
die Tränenflüssigkeit trinken, saugen
auch Blut aus Wunden. Bei einigen subtropischen Arten (Eulenfalter) ist der Saugrüssel zu einem Stechrüssel
umgebildet, dieser kann bis zu 7 Millimeter tief in die Haut des Wirtstieres
eindringen. Sie ernähren sich vom Blut bestimmter Säugetiere und auch des Menschen. Daher können sie auch Krankheitserreger wie Viren übertragen.
Die Raupen, die anders
gestaltet sind als die Falter, ernähren sich auch anders.
Zuerst fressen
sie meist nach dem Schlupf die Ei-Schale. Danach fressen die meisten Raupen Blätter, Nadeln, Blüten, Samen oder Früchte
verschiedener Pflanzen, wobei es viele Arten gibt, die auf bestimmte Pflanzen spezialisiert
und angewiesen sind. Andere Schmetterlingsraupen ernähren sich
von organischen Abfällen, Algen, Flechten oder auch räuberisch. Wenn Nahrungsmangel herrscht,
kommt es auch zu Kannibalismus.
Einige Arten ernähren sich sogar von Lebewesen, darunter die Raupe des hawaiianischen Weichtierfressers, welche sich vor allem von sehr kleinen Schnecken ernährt.
Ei und Eiablage
Es gibt
eine sehr goße Formenvielfalt der Eier, spindelförmig, oval, kugelig,
halbkugelig, linsenförmig, flach zylindrisch. Genauso vielfältig ist
auch die Oberfläche: glatt, eingedellt, sternförmig, gerippte,behaart,
gezackt, mit
Ornamenten. Das Muster ist immer
regelmäßig.
Man unterscheidet aber zwei Haupttypen:
flache
Eier und aufrechte Eier. Bei den flachen befindet sich die nabelförmige
Ausbuchtung, durch die
das Spermium bei der Befruchtung in
die Eizelle eindringt, an der Oberseite, bei den aufrechten ist die
Ausbuchtung auf der Rückseite.
Die letzteren kommen häufiger vor. Die Sauerstoffzuführ erfolgt durch Poren, im Ei
befinden sich aber mit Luft gefüllte Kammern.
Die Größe der Eier ist
verschieden, sie sind
zwischen 0,5 - 2 mm groß. Auch die Färbung, vor allem während der Entwicklung, ist vielfältig.
Ursache dafür ist, dass man die Färbung der heranwachsenden Raupe durch die leicht
durchscheinenden Eischalen erkennen kann. Die meisten Eier sind anfangs hell,
dann werden sie bis zum Schlüpfen der Raupe dunkler bis zu einem schwarz oder
dunkelblau.
Die Ei-Ablage ist je nach Art sehr verschieden,
sie ist an
Form und
Farbe der Eier angepasst. Die meisten Schmetterlinge legen ihre Eier einzeln,
paarweise oder in Gruppen ab. Manche legen ihren gesamten
Ei-Vorrat an eine einzige Stelle. Gelegt werden je nach Art 20 bis über 1000
Eier. Diese werden entweder ungeordnet in ein- oder mehrschichtigen
Gelegen oder regelmäßig in Ei-Spiegeln nebeneinander oder ringförmig um
Pflanzenteile gelegt. Sie können durch Haare des Afterbusches bedeckt sein, die
das Weibchen abstreift und mit einem Sekret an die Eier klebt. Dadurch sind sie
besser den Fressfeinden gegenüber getarnt. Manche Arten lassen ihre Eier aber
wahllos auf den Boden fallen.
Gelegt wird meist auf der
entsprechenden Futterpflanze, damit die Raupen schon nach dem Schlüpfen Nahrung
vorfinden.
Die Raupen schlüpfen in der Regel nach 2 bis
3 Wochen, manchmal brauchen sie auch keine Woche. Bei vielen Arten überwintern
die Eier, dann schlüpfen die Raupen
mitunter erst nach einem halben Jahr. Aber ihre erste Entwicklung ist dann meist
schon vor dem Winter abgeschlossen, nur das Schlüpfen wird
hinausgezögert. Nach dem Schlüpfen fressen viele Arten als
erstes die Eischale. Vermutlich dient dies dazu, neben Nährstoffen
lebenswichtige Mikroorganismen aufzunehmen, die von der Mutter
an das Ei übergeben wurden.
Raupe
Die Raupe ist
das Stadium des Schmetterlings, in dem er die meiste Nahrung zu sich nimmt.
Es gibt sogar Arten, z.B. Pfauenspinner,
die nur in diesem Stadium fressen. Diese Falter leben nur für die Fortpflanzung und sterben schon bald nach dem
Schlupf.
Das Körpervolumen der Raupen vergrößert vergrößert
sich sehr, deshalb häuten sie sich
mehrmals, bis sie ihre endgültige Größe erreicht haben. Vor
der Häutung
schwillt die Raupe an, bis die alte Haut platzt und durch Muskelbewegungen nach
hinten weggeschoben werden kann.
Der Rumpf der Schmetterlingsraupen besteht aus 14
gleichmäßig aneinander gereihten Segmenten, von denen die letzten drei meist zu
einem Analsegment verwachsen sind. Aber
die Raupen lassen sich auch in
die drei Bereiche Kopf, Brust und Hinterleib unterteilen. Der Kopf ist
gewöhnlich durch Chitineinlagerungen verhärtet. Auf der Unterseite außen haben
sie zwei bis acht Paar Punktaugen. Am
Kopfes dominieren die Mundwerkzeuge, sie sind stark ausgeprägt.
Die ersten drei Segmente
mit je einem Beinpaar bilden die Brust. Am Rücken des
ersten Segments befindet sich in der Regel ein mit
Chitin verhärtetes Nackenschild. Seitlich davon gibt es je eine porenartige
Öffnung, das der mit der Sauerstoffversorgung dient. Selten haben die anderen Brustsegmenten solche Öffnungen.
Die darauf folgenden 11 Segmente bilden das Abdomen, es ist nicht deutlich vom
vorderen Teil des Körpers getrennt. Jedes dieser Segmente trägt ein Stigma (Punkt)
für die Atmung. Einige dieser Segmente
tragen Gliedmaßen, ungegliederte
Hautausstülpungen, die am Ende Hakenkränze zum besseren Festklammern
besitzen. Das vierte und fünfte Segment ist
beinlos.
Mehrere Familien weichen
aber von dieser klassischen Raupenform ab, z.B. die Urmotten
Die Raupen führen meist ein verstecktes Leben und sind mit
ihrer meist grünen oder braunen Färbung gut an ihre
Umgebung angepasst. Raupen, die giftig sind, warnen ihre Feinde durch eine
auffällige Färbung. Diese Raupen
verstecken sich nicht, sie zeigen sich auf ihren Pflanzen. Es gibt aber Familien,
z. B. die Trägspinner,
bei denen die Raupen sehr außergewöhnlich aussehen.
Bei manchen Arten kann man ein Sozialverhalten beobachten. Die Raupen der Prozessionsspinner
z.B. leben in großen Gespinsten miteinander und bewegen sich
gemeinsam in langen "Prozessionen" zu ihren Nahrungsquellen.
Natürliche Feinde
Falter und Raupen sind sehr
vielen Fressfeinden ausgesetzt.
Hauptfeinde sind insektenfressende Vögel.
Es gibt auch viel auf Schmetterlinge spezialisierte Räuber und Parasiten bzw. Parasitoide,
z.B. einige Wegwespen-, Schlupfwespen-, Erzwespen-, Brackwespen- und Fliegenarten. Die Silbermundwespe
beispielsweise lähmt kleine Falter mit ihrem Gift. Unter den
Käfern leben vor allem Puppenräuber von Raupen.
Verbreitung und Lebensräume
Schmetterlinge
passen sich einem großen Spektrum von Umweltbedingungen an.
Sie kommen
fast überall vor. Als Pflanzenfresser sind sie an die Flora
und die Vegetationsperioden gebunden.
Schmetterlinge kommen bis in große Höhen vor,
z. B. der
Matterhornbär, der bis 3200 Metern ü. M. vorkommt oder der
nordamerikanische Colias Meadii,
der bis 3600 Meter ü. M. vorkommt. Schmetterlinge sind vor allem in den Tropen artenreich, da hier ideale
Temperaturbedingungen für ihre Lebenstätigkeit vorherrschen. Die Artenvielfalt
nimmt nach Norden hin ab. Diese klimatische Abhängigkeit ist auch in
Gebirgslagen feststellbar, die Zahl der Arten nimmt hier mit zunehmender Höhe
ab. Ihre Ausbreitung wird durch die artspezifischen Voraussetzungen an die
Temperatur und Luftfeuchtigkeit, aber auch durch das Vorkommen der
Raupenfutterpflanzen begrenzt.
Wirtschaftliche Nutzung
Die Spinnfäden der Raupen der in Ostasien beheimateten Echten Spinner, bes.
die der Seidenspinner, sind der
Rohstoff für die allseits bekannte Reine Seide, eine Textilfaser. Um das Garn zu gewinnen, werden die Puppen etwa am zehnten Tag
nach Fertigstellung des Kokons mit kochendem Wasser oder heißem Dampf getötet.
Der Spinnfaden wird vorsichtig abgewickelt und vor der Weiterverarbeitung in der
Seidenweberei sorgfältig gereinigt.
Die Raupen der Echten Spinner werden zur Gewinnung von
Seide in China, Japan, Indien und
in Südeuropa gezüchtet. Durch Kreuzungen erhält man Seidenfäden
unterschiedlicher Farben. Diese Raupen ernähren
sich ausschließlich von den Blättern der Maulbeerbäume, die für ihre Zucht kultiviert wurden
und auch in Europa importiert
wurden.
Da sich Schmetterlinge fast ausschließlich von Nektar ernähren, sind sie auch
für die Bestäubung von
Blüten wichtig, ein Vorteil für die Landwirtschaft.
Krankheitsüberträger
Einige subtropische Arten,
die sich von Tränenflüssigkeit und/oder Säugetierblut ernähren, können
auf mechanischem
Wege diverse Infektionskrankheiten übertragen.
siehe auch: Schmetterlingshaus
in Zittau Bilder:
© Monika Frunzke
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