Käfer

ich Käfer
  Kartoffelkäfer, Leptinotarsa ​​decemlineata
Wissenschaftliche Klassifikation
Königreich: das Tier
Stamm: Arthropoden
Klasse: Insekten
Unterklasse: Pterygota
Unterschicht: Neoptera
Überordnung: Endopterygota
Befehl: Käfer

Adephaga
Archostemata
Myxophaga
Polyphagen
Siehe Untergruppen der Ordnung Coleoptera

Käfer sind die vielfältigste Gruppe von Insekten . Ihre Bestellung, Käfer (bedeutet 'umhüllter Flügel'), enthält mehr beschriebene Arten als in jeder anderen Reihenfolge in der Tierreich . Vierzig Prozent aller beschriebenen Insektenarten sind Käfer (etwa 350.000 Arten), und regelmäßig werden neue Arten entdeckt. Schätzungen zufolge liegt die Gesamtzahl der beschriebenen und unbeschriebenen Arten zwischen 5 und 8 Millionen. Aus diesem Grund antwortete J. B. S. Haldane, ein schottischer Genetiker, auf die Frage, was seine Naturstudien über Gott offenbarten: „Eine übermäßige Vorliebe für Käfer.“

Käfer kommen in fast allen Lebensräumen vor, sind aber nicht im Meer oder in den Polarregionen bekannt. Sie wirken sich auf verschiedene Weise auf das Ökosystem aus. Einerseits ernähren sie sich Pflanzen und Pilze , zersetzen Tier- und Pflanzenreste und fressen andere Wirbellosen . Andererseits sind sie Beute verschiedener Tiere, darunter Vögel und Säugetiere. Bestimmte Arten sind landwirtschaftliche Schädlinge, wie z. B. der Mehlkäfer Tribolium-Kastanie , der Kartoffelkäfer Leptinotarsa ​​decemlineata , oder der Mungbohnenkäfer Callosobruchus maculatus Fabr , während andere wichtige Kontrollen von landwirtschaftlichen Schädlingen sind. Zum Beispiel, Marienkäfer (Familie Coccinellidae) verzehren Blattläuse , Schildläuse, Thripse und andere pflanzensaugende Insekten, die die Ernte schädigen.



Anatomie

Die allgemeine Anatomie der Käfer ist ziemlich einheitlich, obwohl spezifische Organe und Anhänge in Aussehen und Funktion zwischen den vielen Familien in der Ordnung stark variieren können. Käferkörper sind in drei Abschnitte unterteilt: den Kopf, den Thorax , und der Bauch. Wie alle Insekten sind Käfer segmentierte Organismen, und alle drei Hauptabschnitte des Körpers können selbst aus mehreren weiteren Segmenten bestehen, obwohl diese nicht immer leicht erkennbar sind.

Käfer zeichnen sich allgemein durch ein besonders hartes Außenskelett und harte Vorderflügel (Flügeldecken) aus. Das Exoskelett des Käfers besteht aus zahlreichen Platten, den Skleriten, die durch dünne Nähte getrennt sind. Dieses Design schafft die gepanzerte Verteidigung des Käfers und behält gleichzeitig die Flexibilität bei. Die Flügeldecken dienen nicht dem Flug, sondern bedecken eher den hinteren Teil des Körpers und schützen das zweite Flügelpaar (Alae). Flügeldecken müssen generell angehoben werden, um die Hinterflügel zu bewegen. Die Flugflügel eines Käfers sind von Adern durchzogen und werden nach der Landung, oft entlang dieser Adern, gefaltet und unterhalb der Flügeldecken gelagert. Bei einigen Käfern ist die Flugfähigkeit verloren gegangen, vor allem bei den Laufkäfern (Familie Carabidae) und den Echten Rüsselkäfern (Familie Curculionidae), aber auch bei einigen wüsten- und höhlenbewohnenden Arten anderer Familien. Bei vielen dieser Arten sind die beiden Flügeldecken miteinander verschmolzen und bilden einen festen Schild über dem Bauch. In einigen Familien sind sowohl die Flugfähigkeit als auch die Flügeldecken verloren gegangen, wobei das bekannteste Beispiel die Glühwürmchen der Familie Phengodidae sind, bei denen die Weibchen ihr ganzes Leben lang larviform sind.

Käfer haben ähnliche Mundwerkzeuge wie Heuschrecken. Die bekanntesten dieser Teile sind wahrscheinlich die Mandibeln, die als große Zangen auf der Vorderseite einiger Käfer erscheinen. Die Mandibeln sind ein Paar harter, oft zahnähnlicher Strukturen, die sich horizontal bewegen, um Nahrung oder Feinde zu greifen, zu zerquetschen oder zu schneiden (vgl Raubtier , unter). Bei den meisten Käfern befinden sich zwei Paare fingerartiger Anhängsel um den Mund herum, die dazu dienen, Nahrung in den Mund zu befördern. Dies sind die oberen und labialen Palpen.

Die Augen sind zusammengesetzt und können eine bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit aufweisen, wie im Fall von Wirbelkäfern (Familie Gyrinidae), bei denen die Augen geteilt sind, um einen Blick sowohl über als auch unter die Wasserlinie zu ermöglichen. Andere Arten haben auch geteilte Augen (einige Cerambycidae und Curculionidae), während viele Käfer Augen haben, die bis zu einem gewissen Grad gekerbt sind. Einige Käfergattungen besitzen auch Ocelli, kleine, einfache Augen, die normalerweise weiter hinten am Kopf (auf dem Scheitel) sitzen.

Käferantennen sind in erster Linie Geruchsorgane, können aber auch verwendet werden, um die Umgebung eines Käfers physisch zu ertasten. Darüber hinaus können sie in einigen Familien während der Paarung oder bei einigen Käfern zur Verteidigung eingesetzt werden. Die Form der Antennen variiert innerhalb der Coleoptera stark, ist jedoch innerhalb einer bestimmten Familie oft ähnlich. In einigen Fällen haben Männchen und Weibchen derselben Art unterschiedliche Antennenformen. Antennen können keulenförmig (flabellat und lamellat sind Unterformen von keulenförmigen oder keulenförmigen Antennen), fadenförmig, gekniet, moniliform, kammförmig oder gesägt sein. Bilder dieser Antennenformen finden Sie unter Antenne (Biologie)

Die mehrgliedrigen Beine enden in zwei bis fünf kleinen Segmenten, den Tarsen, die vage mit Füßen vergleichbar sind. Wie viele andere Insektenordnungen tragen Käfer Krallen, normalerweise ein Paar, am Ende des letzten Fußwurzelsegments jedes Beins. Während die meisten Käfer ihre Beine zum Gehen verwenden, können die Beine auf verschiedene Weise modifiziert und für andere Zwecke angepasst werden. Bei aquatischen Familien (Dytiscidae, Haliplidae, viele Hydrophilidae und andere) sind die Beine, insbesondere das Hinterpaar, zum Schwimmen modifiziert und tragen oft Reihen langer Haare, um diesen Zweck zu unterstützen. Andere Käfer haben Fossilienbeine, die verbreitert und oft zum Graben mit Stacheln versehen sind. Arten mit solchen Anpassungen finden sich unter den Skarabäen, Laufkäfern und Clownkäfern (Familie Histeridae). Die Hinterbeine einiger Käfer, wie Flohkäfer (innerhalb der Chrysomelidae) und Flohkäfer (innerhalb der Curculionidae), sind vergrößert und zum Springen bestimmt.

Sauerstoff wird über ein Trachealsystem gewonnen. Luft tritt in eine Reihe von Röhren entlang des Körpers durch Öffnungen ein, die Stigmen genannt werden, und wird dann in immer feinere Fasern aufgenommen. Pumpbewegungen des Körpers drücken die Luft durch das System.

Käfer haben Hämolymphe anstelle von Blut, und das offene Kreislaufsystem des Käfers wird von einem röhrenförmigen Herzen angetrieben, das oben im Brustkorb befestigt ist.

Physiologie

Es gibt nur wenige Dinge, die ein Käfer irgendwo nicht frisst; sogar anorganische Stoffe können verbraucht werden. Einige Käfer sind in ihrer Ernährung hochspezialisiert; zum Beispiel der Kartoffelkäfer, Leptinotarsa ​​decemlineata , besiedelt fast ausschließlich Pflanzen der Kartoffel Familie (Nachtschattengewächse). Andere sind Generalisten, die sowohl Pflanzen als auch Tiere essen. Unter anderem sind Laufkäfer (Familie Carabidae) und Kurzflügler (Familie Staphylinidae) reine Fleischfresser und werden andere fangen und verzehren Arthropoden und kleine Beute wie Regenwürmer und Schnecken. Zerfallendes organisches Material ist eine Hauptnahrung für viele Arten. Dies kann von Mist reichen, der von koprophagen Arten wie bestimmten Blatthornkäfern (Familie Scarabaeidae) verzehrt wird, bis hin zu toten Tieren, die von fressenden Arten wie den Aaskäfern (Familie Silphidae) gefressen werden.

Es werden verschiedene Techniken eingesetzt, um sowohl die Luft- als auch die Wasserversorgung aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel wenden räuberische Tauchkäfer (Familie Dytiscidae) eine Technik an, um beim Tauchen Luft zwischen dem Bauch und den Flügeldecken zurückzuhalten.

Entwicklung

  Scarabaeiforme Larve des Maikäfers, Melolontha melolontha   Vergrößern Scarabaeiforme Larve des Maikäfers, Melolontha Melolontha

Käfer sind Endopterygoten mit vollständiger Metamorphose.

Obwohl Käfereier im Allgemeinen sehr klein sind, variieren Größe, Form, Farbe und Inhalt stark zwischen den Arten, wie es im Allgemeinen bei den meisten Arten der Fall ist, die sich sexuell fortpflanzen. Ein einzelnes Weibchen kann im Laufe seines Lebens mehrere Dutzend bis mehrere Tausend Eier legen. Eier werden normalerweise entsprechend dem Substrat gelegt, von dem sich die Larve beim Schlüpfen ernährt. Sie können unter anderem lose im Substrat (z. B. Mehlkäfer), in Büscheln auf Blättern (z. B. Kartoffelkäfer) oder einzeln befestigt (z. B. Mungbohnenkäfer und andere Samenbohrer) oder im Medium vergraben (z. B. Rüsselkäfer) abgelegt werden ).

Die Larven von Käfern sind normalerweise die Hauptnahrungsphase des Lebenszyklus. Larven neigen dazu, unersättlich zu fressen, sobald sie aus ihren Eiern kommen. Einige ernähren sich äußerlich von Pflanzen, wie denen bestimmter Blattkäfer, während andere sich innerhalb ihrer Nahrungsquellen ernähren (die meisten metallischen holzbohrenden Käfer und Bockkäfer). Die Larven vieler Käferfamilien sind wie die Adulten räuberisch (Laufkäfer, Marienkäfer, Kurzflügler). Die Larvenperiode variiert zwischen den Arten, kann aber mehrere Jahre betragen.

Käferlarven können von anderen Insektenlarven durch ihren verhärteten, oft verdunkelten Kopf, das Vorhandensein von kauenden Mundwerkzeugen und Stigmen an den Seiten des Körpers unterschieden werden. Wie erwachsene Käfer sind die Larven im Aussehen unterschiedlich, insbesondere zwischen Käferfamilien. Käfer, deren Larven etwas abgeflacht und sehr mobil sind, sind die Laufkäfer, einige Laufkäfer und andere; ihre Larven werden als campodeiform beschrieben. Einige Käferlarven ähneln verhärteten Würmern mit dunklen Kopfkapseln und winzigen Beinen. Dies sind blattförmige Larven und kommen in den Familien der Schnellkäfer (Elateridae) und Schwarzkäfer (Tenebrionidae) vor. Einige blattförmige Larven von Schnellkäfern sind als Drahtwürmer bekannt. Käfer in den Familien der Scarabaeoidea haben kurze, dicke Larven, die als scarabaeiform beschrieben werden, aber häufiger als Maden bekannt sind.

Alle Käferlarven durchlaufen mehrere Stadien, die die Entwicklungsstadien zwischen jeder Häutung darstellen. Bei vielen Arten nehmen die Larven einfach mit jedem aufeinanderfolgenden Stadium an Größe zu. In einigen Fällen treten jedoch dramatischere Veränderungen auf. Bei bestimmten Käferfamilien oder -gattungen, insbesondere solchen mit parasitärer Lebensweise, ist das erste Stadium (das Planidium) sehr mobil, um einen Wirt zu finden, während die folgenden Stadien sesshafter sind und auf oder in ihrem Wirt bleiben. Dies ist als Hypermetamorphose bekannt; Beispiele sind die Blasenkäfer (Familie Meloidae) und einige Kurzflügler, insbesondere die der Gattung Aleochara .

Wie bei allen endopterygoten Insekten verpuppen sich Käferlarven für einen bestimmten Zeitraum, und aus der Puppe entsteht ein vollständig ausgebildeter, geschlechtsreifer erwachsener Käfer oder eine Imago. Erwachsene haben eine extrem variable Lebensdauer, von Wochen bis Jahren, je nach Art.

Reproduktion

Käfer können bei der Paarung ein äußerst kompliziertes Verhalten zeigen. Es wird angenommen, dass der Geruch am Standort eines Partners wichtig ist.

Konflikte können bei den Paarungsritualen von Arten wie Totengräber (Gattung Nikrophor ), wo Konflikte zwischen Männchen und Weibchen toben, bis nur noch einer von beiden übrig ist, wodurch die Fortpflanzung durch die Stärksten und Tüchtigsten sichergestellt wird. Viele Käfer sind territorial und verteidigen ihr kleines Revier heftig gegen eindringende Männchen.

Das Koppeln ist im Allgemeinen kurz, dauert aber in einigen Fällen mehrere Stunden. Während der Paarung werden Samenzellen auf das Weibchen übertragen, um das Ei zu befruchten.

  Gestreifter Liebeskäfer Eudicella gralli aus den Wäldern Zentralafrikas. Die schillernden Flügelkästen werden bei Hochzeitszeremonien verwendet.   Vergrößern Gestreifter Liebeskäfer Eudicella gralli aus den Wäldern Zentralafrikas. Die schillernden Flügelkästen werden bei Hochzeitszeremonien verwendet.

Elterliche Fürsorge

Die elterliche Fürsorge variiert zwischen den Arten und reicht von der einfachen Eiablage unter einem Blatt bis hin zu bestimmten Blatthornkäfern, die beeindruckende unterirdische Strukturen bauen, die mit einem Vorrat an Mist ausgestattet sind, um ihre Jungen unterzubringen und zu füttern.

Es gibt andere bemerkenswerte Arten der Pflege von Eiern und Jungen, wie die von Blattwicklern, die Blattabschnitte beißen, wodurch sie sich nach innen kräuseln, und dann die so geschützten Eier hineinlegen.

Raubtier

Käfer und ihre Larven haben verschiedene Strategien, um nicht gefressen zu werden, zum Beispiel durch Tarnung, um nicht von Raubtieren entdeckt zu werden. Dazu gehören die Blattkäfer (Familie Chysomelidae), die eine grüne Färbung haben, die ihrem Lebensraum auf Baumblättern sehr ähnlich ist. Es kommt auch zu einer komplexeren Tarnung, wie bei einigen Rüsselkäfern (Familie Curculionidae), bei denen verschiedenfarbige Schuppen oder Haare dazu führen, dass der Käfer Vogeldung ähnelt.

Eine Reihe von Bockkäfern (Familie Cerambycidae) haben eine auffallende Ähnlichkeit mit Wespen . Diese als Mimikry bezeichnete Abwehr findet sich in geringerem Maße auch bei anderen Käferfamilien, wie den Blatthornkäfern.

Viele Arten, darunter Marienkäfer und Blasenkäfer, können giftige Substanzen absondern, die sie ungenießbar machen. Dieselben Arten zeigen oft Aposematismus, bei dem helle oder kontrastreiche Farbmuster potenzielle Raubtiere abschrecken.

Große Laufkäfer neigen dazu, anzugreifen, indem sie ihre starken Mandibeln verwenden, um ein Raubtier gewaltsam davon zu überzeugen, leichtere Beute zu suchen.

Evolutionsgeschichte und Klassifikation

Käfer betraten die Fossilien während der Unteren Perm , vor etwa 265 Millionen Jahren.

Die vier vorhandenen Unterordnungen des Käfers sind diese:

  • Polyphaga ist die größte Unterordnung mit mehr als 300.000 beschriebenen Arten in mehr als 170 Familien, darunter Kurzflügler (Staphylinidae), Blatthornkäfer (Scarabaeidae), Blasenkäfer (Meloidae), Hirschkäfer (Lucanidae) und echte Rüsselkäfer (Curculionidae). Diese Käfer sind an den zervikalen Skleriten (verhärtete Teile des Kopfes, die als Befestigungspunkte für Muskeln dienen) zu erkennen, die in den anderen Unterordnungen fehlen.
  • Adephaga enthält etwa 10 Familien von Raubkäfern, darunter Laufkäfer (Carabidae), räuberische Tauchkäfer (Dytiscidae) und Wirbelkäfer (Gyrinidae). Bei diesen Käfern sind die Hoden röhrenförmig und das erste abdominale Brustbein (eine Platte des Exoskeletts) wird durch die hinteren Coxae (die Basalgelenke der Käferbeine) geteilt.
  • Archostemata enthält vier Familien hauptsächlich holzfressender Käfer, darunter Netzkäfer (Cupedidae) und Telefonpolkäfer (Micromalthidae).
  • Myxophaga enthält etwa 100 beschriebene Arten in vier Familien, meist sehr kleine, darunter Skiff-Käfer (Hydroscaphidae) und winzige Moorkäfer (Sphaeriusidae).

Diese Unterordnungen divergierten im Perm und Trias . Ihre phylogenetische Beziehung ist ungewiss, wobei die populärste Hypothese lautet, dass Polyphaga und Myxophaga am engsten verwandt sind, wobei Adephaga eine Außengruppe zu diesen beiden und Archostemata eine Außengruppe zu den anderen drei ist.

Die große Zahl der Käferarten wirft besondere Probleme bei der Klassifizierung auf, da einige Familien aus Tausenden von Arten bestehen und eine weitere Unterteilung in Unterfamilien und Stämme erfordern.

Eine vollständige Liste der Familien und eine vollständige Liste der Familien und Unterfamilien der Welt finden Sie in den Artikel-Untergruppen der Ordnung Coleoptera.

Auswirkungen auf den Menschen

Schädlinge

  Schäden an Bohnen durch Larven des Bohnenkäfers Acanthoscelides obtectus   Vergrößern Schäden an Bohnen durch Larven des Bohnenkäfers, Acanthoscelides bedeckt

Viele Land-, Forst- und Haushaltsschädlinge werden durch die Bestellung vertreten. Diese beinhalten:

  • Der Kartoffelkäfer, Leptinotarsa ​​decemlineata , ist ein notorischer Schädling von Kartoffel Pflanzen. Ernten werden zerstört und der Käfer kann nur mit teuren Pestiziden behandelt werden, gegen die er gegen viele inzwischen eine Immunität entwickelt hat. Geeignete Wirte können neben Kartoffeln auch eine Reihe von Pflanzen aus der Familie der Kartoffelgewächse (Solanaceae) sein, wie Nachtschatten, Tomaten, Auberginen und Paprika.
  • Die Borkenkäfer Hylurgopinus rufipes und Scolytus multistriatus , und der Ulmenblattkäfer, Pyrrhalta luteola , greifen Ulmen an. Die Borkenkäfer sind wichtige Ulmenschädlinge, da sie die Ulmenkrankheit übertragen, wenn sie sich von infizierten Brutstätten entfernen, um sich von gesunden Ulmen zu ernähren. Die Ausbreitung des Pilzes durch den Käfer hat in vielen Teilen der nördlichen Hemisphäre, insbesondere in Europa und Nordamerika, zur Vernichtung von Ulmen geführt.
  • Der Todeswachkäfer, Xestobium rufovillosum , (Familie Anobiidae) ist als Schädling älterer Holzgebäude in Großbritannien von erheblicher Bedeutung. Es greift Harthölzer wie Eiche und Kastanie , immer dort, wo ein Pilzbefall stattgefunden hat oder stattfindet. Es wird angenommen, dass die eigentliche Einschleppung des Schädlings in Gebäude zum Zeitpunkt des Baus erfolgt.
  • Asiatischer Langhornkäfer
  • Zitrusbockkäfer

Nützliche Organismen

  • Sowohl die Larven als auch die Erwachsenen einiger Marienkäfer (Familie Coccinellidae) kommen vor in Blattlaus Kolonien. Andere Marienkäfer ernähren sich von Schildläuse. Wenn normale Nahrungsquellen knapp sind, ernähren sie sich möglicherweise von anderen Dingen wie kleinen Raupen, jungen Pflanzenwanzen, Blattlaushonigtau und Pflanzennektar.
  • Laufkäfer (Familie Carabidae) sind häufige Feinde vieler verschiedener Insekten und anderer Arthropoden, darunter Fliegeneier, Raupen und andere Schädlinge.

Einige Landwirte richten Käferbanken ein, um nützliche Käfer zu pflegen und ihnen Deckung zu bieten.

Blatthornkäfer in der ägyptischen Kultur

  Altägyptische Szene, die einen Skarabäus-Käfer darstellt   Vergrößern Altägyptische Szene, die einen Skarabäus-Käfer darstellt

Vor allem mehrere Arten der Mistkäfer Scarabaeus sacer (oft als 'Skarabäus' bezeichnet), genoss bei den alten Ägyptern einen heiligen Status, da die Kreaturen mit dem Gott Khepri verglichen wurden. Einige Gelehrte schlagen vor, dass die Praxis der Menschen zu machen Mumien wurde durch den Brutvorgang des Käfers inspiriert.

Viele tausend Amulette und Stempelsiegel wurden ausgegraben, die den Skarabäus darstellen. In vielen Artefakten wird der Skarabäus dargestellt, der die Sonne entlang ihres Laufs am Himmel schiebt. Während und nach dem Neuen Reich wurden Skarabäus-Amulette oft über das Herz des mumifizierten Verstorbenen gelegt. Die Amulette waren oft mit einem Zauberspruch aus dem Totenbuch versehen, der das Herz anflehte: „Stell dich nicht als Zeuge gegen mich auf.“

Studium und Sammlung

  Käfersammlung im Melbourne Museum, Australien   Vergrößern Käfersammlung im Melbourne Museum, Australien

Das Studium der Käfer wird Koleopterologie genannt, und ihre Praktiker sind Koleopteristen. Weitere Informationen finden Sie in der Liste der bemerkenswerten Koleopteristen.

Coleopterists haben Organisationen gegründet, um das Studium der Käfer zu erleichtern. Darunter ist die Coleopterists Society, eine internationale Organisation mit Sitz in den Vereinigten Staaten.

Forschungen auf diesem Gebiet werden häufig in von Fachleuten begutachteten Zeitschriften veröffentlicht, die sich speziell auf das Gebiet der Koleopterologie beziehen, obwohl Zeitschriften, die sich mit allgemeiner Entomologie befassen, auch viele Artikel zu verschiedenen Aspekten der Käferbiologie veröffentlichen. Einige der für die Käferforschung spezifischen Zeitschriften sind:

  • Der Coleopterist (Käferfauna des Vereinigten Königreichs)
  • Das Coleopterists Bulletin (veröffentlicht von The Coleopterists Society)

Es gibt eine florierende Industrie in der Sammlung von Käferexemplaren für Amateur- und professionelle Sammler. Einige Länder haben Gesetze erlassen, die das Sammeln bestimmter seltener (und oft sehr begehrter) Arten regeln oder verbieten.

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