Wissenswertes über Gliederfüßer

Einleitung

Callimorpha dominula
Zufallsbild: Callimorpha dominula, Raupe
DE, Chemnitz, Hutholz

Die Gliederfüßer (Arthropoda) sind der artenreichste Stamm im Reich der Tiere mit mehr als einer Million beschriebenen und noch vielen unentdeckten Arten. Bereits vor etwa 252 Millionen Jahren ausgestorben sind die meeresbewohnenden Trilobiten, deren Existenz durch viele Fossilien belegt ist. Gegenwärtige Vertreter der Gliederfüßer sind die Sechsfüßer (Hexapoda), zu denen die Insekten (Insecta) gehören, die Kieferklauenträger (Chelicerata), bei denen die Spinnentiere (Arachnida) eingeordnet sind, die Krebstiere (Crustacea) und die Tausendfüßer (Myriapoda).
Der größte lebende Gliederfüßer ist die zu den Krebstieren zählende Japanische Riesenkrabbe (Macrocheira kaempferi) mit einem Gewicht von bis zu 20 Kilogramm, einem Körperdurchmesser von 40 cm und einer Spannweite der Extremitäten von knapp 4 m. Das längste bekannte Insekt ist das Weibchen der zu den Gespenstschrecken (Phasmatodea) gehörenden Stabschrecke Phobaeticus chani mit einer Körperlänge von 35,7 cm. Sehr kleine Gliederfüßer mit einer Körperlänge von nur einem Zehntel Millimeter gibt es bei den Milben. Nur wenig größer sind die kleinsten Vertreter der Insekten, z. B. Erzwespen aus der Familie der Zwergwespen (Mymaridae).

Grundbauplan

Die zu den Wirbellosen (Invertebrata) gehörenden Gliederfüßer haben im Laufe ihrer mehr als 500 Millionen Jahre zurückverfolgbaren Historie eine enorme Formenvielfalt entwickelt, die zu vielen Variationen ihres Grundbauplans geführt hat. Alle Gliederfüßer besitzen einen segmentierten Körper und gegliederte Extremitäten, ein Außenskelett, sowie einen “offenen” Blutkreislauf, bei dem sich Blut und Lymphe zur Hämolymphe vermischen.

Außenskelett

Im Gegensatz zu den Wirbeltieren, die ein Innenskelett besitzen, haben die Gliederfüßer ein stabilisierendes Außenskelett (Exoskelett). Diese äußere Körperhülle wird Cuticula genannt. Sie formt und stabilisiert den Körper, dient als Muskelansatz und bietet Schutz vor Feinden. Die Cuticula wird von der äußersten Zelllage (Epidermis) nach außen abgeschieden und besteht aus Sklerotin, einem Komplex aus verfestigten Proteinen und Chitin. Dieser natürliche, aus mehreren Komponenten bestehende Verbundwerkstoff kann in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung weich und flexibel sein oder eine harte und feste Hülle bilden. An Land lebende Gliederfüßer benötigen einen Schutz gegen Wasserverlust und Austrocknung. Diese Funktion erfüllt eine dünne Außenschicht aus wachsartigen Substanzen, die Epicuticula genannt wird.

Wachstum und Häutung

Durch die feste Außenhülle ist ein Wachstum nur dadurch möglich, dass die Cuticula periodisch abgestreift und durch eine neue ersetzt wird. Dieser hormonell gesteuerte Vorgang wird Häutung genannt. Die neue, noch weiche Haut befindet sich bereits unter der alten Haut und härtet in kurzer Zeit aus. Die abgestreifte alte Körperhülle wird als Exuvie bezeichnet. Die Anzahl der Häutungen ist von der speziellen Gliederfüßergruppe abhängig, kann aber auch von den Umweltbedingungen beeinflusst werden.

Autotomie und Regeneration

Viele Gliederfüßer besitzen die Fähigkeit zur Autotomie, d. h. sie sind in der Lage bei Gefahr Gliedmaßen oder Teile dieser abzuwerfen. Die Abtrennung geschieht an speziell dafür vorgesehenen "Sollbruchstellen". Insbesondere Spinnen und Weberknechte besitzen in den frühen Entwicklungsstadien die Fähigkeit, abgetrennte Gliedmaßen zu erneuern. Die Regeneration von Extremitäten kann sich über mehrere Häutungen hinziehen.

Entwicklung von Insekten und Spinnen

Im Unterschied zu den meisten Insekten (Fischchen und Felsenspringer ausgenommen) weisen Spinnen bereits als Larven die Merkmale der erwachsenen Tiere auf. Die Häutung zum geschlechtsreifen Tier wird bei den Spinnen als Adulthäutung bezeichnet. Insbesondere länger lebende Spinnenweibchen können sich auch als erwachsene Tiere häuten.
Bei den Insekten sind die einzelnen Häutungen oft mit einem Gestaltwandel (Metamorphose) verbunden. Man unterscheidet zwischen unvollständiger Metamorphose (Hemimetabolie) und vollständiger Metamorphose (Holometabolie).

Vollständige Metamorphose

Holometabole Insekten durchlaufen eine vollständige Metamorphose vom Ei über verschiedene Larvenstadien und ein Puppenstadium zum geschlechtsreifen Insekt (Imago). Zu den holometabolen Insekten gehören u. a. die Schmetterlinge, Käfer, Hautflügler und Zweiflügler. Die vollständige Verwandlung geschieht größtenteils während des Puppenstadiums, das unterschiedlich lange dauern kann. Die wesentlichen imaginalen Organe wie z.B. Flügel, Komplexaugen, Begattungsorgane werden neu angelegt und funktionslos gewordene innere Organe der Larve werden abgebaut oder umgeformt. Die letzte Häutung von der Puppe zum geschlechtsreifen Insekt wird als Imaginalhäutung bezeichnet. Als Beispiel gibt es auf der Seite des Kleinen Fuchses, eines Falters aus der Familie der Edelfalter (Nymphalidae), Bilder zur vorletzten Häutung von der Raupe zur Puppe und zur letzten Häutung zum Falter.

Unvollständige Metamorphose

Bei der unvollständigen Metamorphose der hemimetabolen Insekten fehlt das Puppenstadium. Zu den hemimetabolen Insekten gehören u. a. die Libellen, Lang- und Kurzfühlerschrecken, Schaben, Eintagsfliegen, Zikaden und Wanzen. Der auffälligste Unterschied zwischen Larve und Imago sind die erst nach der Imaginalhäutung voll entwickelten Flügel. Eine Ausnahme bilden die Eintagsfliegen. Aus der letzten Larvenhaut schlüpft eine flugfähige, noch nicht geschlechtsreife Subimago, die sich anschließend zur geschlechtsreifen Imago häutet. Auf der Seite der zu den hemimetabolen Baumwanzen gehörenden Spitzbauchwanze (Troilus luridus) kann anhand von Bildern die Entwicklung vom Ei über die durchnummerierten Larvenstadien L1 bis L5 zum erwachsenen Tier verfolgt werden.

Lebensräume

Die Gliederfüßer, die oft als die wahren Herrscher der Erde bezeichnet werden, besiedeln nahezu alle bekannten Lebensräume. Sie leben im Wasser, an Land und haben den Luftraum erobert. Einige, wie z.B. Dasselfliegenlarven, Flöhe und verschiedene Milbenarten haben sich auf den Lebensraum “Tier” spezialisiert. Sehr viele Arthropoden, leben und entwickeln sich im Boden, in Bodenstreu, in Totholz, auf Pflanzen oder in Wucherungen von Pflanzengewebe.

Quellen und weiterführende Literatur

  1. https://de.wikipedia.org/wiki/Gliederf%C3%BC%C3%9Fer
  2. Carl L. Reiber and Iain J.McGaw; A Review of the “Open” and “Closed” Circulatory Systems: New Terminology for Complex Invertebrate Circulatory Systems in Light of Current Findings, International Journal of Zoology, Volume 2009, Article ID 301284, 8 pages, doi:10.1155/2009/301284