Libellen sind gefährliche Schönheiten
Trotz ihres zierlichen Aussehens sind diese Hinterhofbesucher gefräßige Raubtiere
- Natalie Angier
- Tiere
- Jul 28, 2014
Libellen dagegen sehen zierlich, glitzernd und lustig aus, wie ein Schaumbad oder Modeschmuck, und sie werden oft mit Schmetterlingen und Marienkäfern auf der sehr kurzen Liste der „Insekten, die Menschen mögen“ zusammengefasst. Doch sie sind auch gefräßige Raubtiere in der Luft, und neue Forschungen legen nahe, dass sie die brutalsten Jäger im Tierreich sein könnten.
Ambush Predators
Wenn sie sich auf den Weg machen, um sich von anderen fliegenden Insekten zu ernähren, schaffen es Libellen in mehr als 95 Prozent der Fälle, ihre Ziele in der Luft zu erwischen und verschlingen die Beute oft wölfisch, ohne sich die Mühe zu machen, zu landen. „Sie zerreißen die Beute und zerquetschen sie zu einem Klumpen, mampfen, mampfen, mampfen“, sagt Michael L. May, ein emeritierter Professor für Entomologie an der Rutgers-Universität. „Es sieht fast aus wie ein Schnupftabak im Mund, bevor sie es verschlucken.“
Nächster Schritt: mehr Futter schnappen. Libellen mögen kleinwüchsig sein, aber ihr Appetit ist bodenlos. Stacey Combes, die an der Harvard University die Biomechanik des Libellenflugs erforscht, hat einmal eine Laborlibelle dabei beobachtet, wie sie 30 Fliegen hintereinander fraß. „Sie hätte gerne weiter gefressen“, sagt sie, „wenn noch mehr Nahrung zur Verfügung gestanden hätte.“
In einer Reihe von aktuellen Arbeiten haben Wissenschaftler die Schlüsselmerkmale des Gehirns, der Augen und der Flügel der Libelle identifiziert, die es ihr ermöglichen, so zielsicher zu jagen. Ein Forscherteam hat herausgefunden, dass das Nervensystem einer Libelle eine fast menschliche Fähigkeit zur selektiven Aufmerksamkeit aufweist, die es ihr ermöglicht, sich auf eine einzige Beute zu konzentrieren, während sie inmitten einer Wolke ähnlich flatternder Insekten fliegt, so wie ein Gast auf einer Party den Worten eines Freundes Aufmerksamkeit schenken kann, während er das Hintergrundgeschnatter ignoriert.
Andere Forscher haben eine Art Hauptschaltkreis aus 16 Neuronen identifiziert, die das Gehirn der Libelle mit ihrem Flugmotorzentrum im Thorax verbinden. Mit Hilfe dieses Neuronenpakets kann eine Libelle ein sich bewegendes Ziel verfolgen, eine Flugbahn berechnen, um dieses Ziel abzufangen, und ihren Weg bei Bedarf subtil anpassen. Die Wissenschaftler fanden Beweise dafür, dass eine Libelle ihren Kurs zum Abfangen durch eine Variante „eines alten Seemannstricks“ plant, sagt Robert M. Olberg vom Union College, der die Forschung mit seinen Kollegen in den Proceedings of the National Academy of Sciences berichtet. Der Trick: Wenn Sie auf einem Boot Richtung Norden fahren und ein anderes Boot sehen, das sich, sagen wir, 30 Grad zu Ihrer Rechten bewegt, und wenn das andere Boot, während Sie beide vorwärts fahren, auf diesem 30-Grad-Punkt in Ihrem Blickfeld bleibt, diktiert die Vektormechanik, dass Ihre Boote zusammenstoßen werden: besser abbremsen, beschleunigen oder zur Seite drehen.
In ähnlicher Weise behält eine Libelle, wenn sie sich einer Mahlzeit nähert, ein Bild der sich bewegenden Beute auf demselben Punkt bei – derselben Himmelsrichtung ihres Gesichtsfeldes. „Das Bild der Beute wird größer, aber wenn es immer an der gleichen Stelle der Netzhaut ist, fängt die Libelle ihr Ziel ab“, sagt Paloma T. Gonzalez-Bellido, eine Autorin der Studie, die jetzt am Marine Biological Laboratory in Woods Hole, Massachusetts, arbeitet.
In der Regel bleibt der Gejagte ahnungslos, bis alles vorbei ist. „Bevor ich mich mit dieser Arbeit beschäftigte, nahm ich an, dass es sich um eine aktive Jagd handelt, wie ein Löwe, der einem Impala nachstellt“, sagt Combes. „Aber es ist eher ein Raubzug aus dem Hinterhalt. Die Libelle kommt von hinten und von unten, und die Beute weiß nicht, was auf sie zukommt.“
Luftakrobaten
Libellen sind großartige Luftakrobaten, die schweben, tauchen, rückwärts und kopfüber fliegen, sich mit drei winzigen Flügelschlägen um 360 Grad drehen und Geschwindigkeiten von 30 Meilen pro Stunde erreichen können – blitzschnell für einen Gliederfüßer. Bei vielen Insekten sind die Flügel einfache Verlängerungen des Brustkorbs und werden weitgehend als Einheit bewegt, indem der gesamte Brustkorb gebeugt wird. Bei der Libelle sind die vier durchsichtigen, hochflexiblen Flügel mit separaten Muskeln am Thorax befestigt und können jeweils unabhängig voneinander bewegt werden, was dem Insekt eine außergewöhnliche Bandbreite an Flugmöglichkeiten verleiht. „Einer Libelle kann ein ganzer Flügel fehlen und sie kann trotzdem Beute erbeuten“, sagt Combes.
Libellen sind außerdem wahre Visionäre. Ihre Augen sind die größten und vielleicht auch schärfsten in der Insektenwelt, ein Paar riesiger Kugeln, die jeweils aus etwa 30.000 pixelartigen Facetten bestehen und zusammen fast den gesamten Kopf einnehmen. „Sie haben ein volles Sichtfeld“, sagt Olberg. „Sie können dich sehen, wenn sie auf dich zufliegen, und sie sehen dich noch, wenn sie wegfliegen.“
Ihre anderen Sinne kommen zu kurz. Libellen können nicht wirklich hören, und mit ihren kleinen, stummeligen Antennen sind sie nicht besonders gut im Riechen oder im Flirten mit Pheromonen.
Für Neurowissenschaftler sind die große Kopfkapsel, die Augen und die Gehirnzellen der Libelle besonders interessant. „Es ist so viel einfacher, winzige Elektroden in einzelne Neuronen einzuführen und neuronale Ableitungen aus dem Inneren des Gehirns zu machen“, sagt Steven Wiederman von der University of Adelaide in Australien.
Wie sie in Current Biology berichten, untersuchten Wiederman und sein Kollege David O’Carroll, wie Libellen ein Ziel aus einem chaotischen Schwarm herausfiltern. Bei der zwei Zentimeter langen Smaragdlibelle, die man oft in australischen Teichen beobachten kann, setzten die Forscher eine Elektrode, die etwa 1/1500stel so breit wie ein menschliches Haar ist, in ein Neuron der Libelle ein, von dem bekannt ist, dass es an der visuellen Verarbeitung beteiligt ist. Dann positionierten sie die Libelle vor einem LCD-Bildschirm und zeigten ihr zuerst ein und dann zwei sich bewegende Ziele auf einmal.
Die Wissenschaftler sagten voraus, dass das Neuron der Libelle auf die konkurrierenden Ziele reagieren würde, wie es einfachere Nervensysteme tun, wobei das Hinzufügen des zweiten Ziels die Reaktion auf das erste verändert und verschlechtert. Stattdessen waren die Wissenschaftler erstaunt zu sehen, dass die Libelle mehrere Reize in primatenähnlicher Weise beachtet, indem sie sich zuerst auf ein Ziel konzentriert, während sie das andere ignoriert, und dann plötzlich ihre volle Aufmerksamkeit auf Ziel B und dann wieder auf Ziel A richtet – so wie wir Menschen unseren Fokus auf einer belebten Party nacheinander von einem Freund zu einem anderen verschieben können, bis hin zu einem Weinglas, das nachgefüllt werden muss.
„Das deutet auf die Möglichkeit eines Top-down-Prozesses der selektiven Aufmerksamkeit hin, wie wir ihn normalerweise mit dem Denken höherer Ordnung in Verbindung bringen“, sagt Wiederman. „Wir haben hier also ein einfaches Gehirn mit weniger als einer Million Neuronen, das sich wie unser eigenes Gehirn mit 100 Milliarden Neuronen verhält.“ Die Wissenschaftler müssen noch herausfinden, welche Hinweise eine Libelle dazu veranlassen könnten, zu entscheiden: „Ah, da ist das Ziel, das ich verfolgen werde.“ Es überrascht vielleicht nicht, dass ein Großteil der Libellenforschung hierzulande und im Ausland vom US-Militär unterstützt wird, das in dem Insekt die archetypische Präzisionsdrohne sieht.
Eine lange Abstammung
Libellen sind keine sehr artenreiche Gruppe. Ihre Ordnung, Odonata, was nach den auffallend gezackten Mandibeln, die die Beute zermalmen, „Gezahnte“ bedeutet, umfasst weltweit nur etwa 7.000 Arten, verglichen mit Hunderttausenden von Käfer- und Schmetterlingsarten. (Und zu diesen 7.000 Arten gehören auch die Libellen mit ihren steifen Flügeln und die verwandten Libellen, die ihre Flügel einklappen können.)
Doch Libellen sind reich an Geschichte, denn ihre uralte Abstammung reicht bis in die Karbonzeit vor etwa 300 Millionen Jahren zurück. Damals trug der hohe Sauerstoffgehalt der Atmosphäre dazu bei, dass sich überdimensionale Libellen mit einer Flügelspannweite von der Länge eines menschlichen Arms entwickelten, drei- oder viermal so groß wie die größten tropischen Exemplare von heute.
Erwachsene Tiere verbringen den größten Teil ihrer Tage in der Luft, und das nicht nur zum Jagen und Fressen. Die Männchen streiten sich mit anderen Männchen in der Luft und stürzen sich unermüdlich auf die Weibchen. Die Paarung findet auf den Flügeln statt, wobei Männchen und Weibchen einen Kreis bilden, der etwas herzförmig aussehen kann, aber eine unbeholfene, aggressive Angelegenheit ist. Das Männchen greift den Kopf des Weibchens mit seiner Begattungszange und muss zuerst seine Spermien von einem Speicherplatz an seinem Unterbauch zu einem Kopulationsorgan übertragen, das sich ungünstig an seinem Oberbauch befindet. Dann muss er seine im Schwitzkasten befindliche Partnerin dazu bringen, ihre Genitalien in Richtung des geladenen Mittelbauch-Penis zu strecken. Wenn sie sich bereits gepaart hat, muss das Männchen innehalten und einen kleinen Borstenlappen ausfahren, um das Sperma des vorherigen Freiers herauszukratzen.
Einige Libellenarten wandern jedes Jahr über weite Strecken, ein immer noch mysteriöses Phänomen, das dem berühmten Flug des Monarchfalters nicht unähnlich ist. Jüngste Studien haben gezeigt, dass die Grüne Moosjungfer im Herbst und Frühjahr in großen Schwärmen zwischen dem Norden der USA und dem Süden Mexikos hin- und herwandert, während die Große Moosjungfer ihrem Namen alle Ehre macht: Man hat beobachtet, dass sie zwischen Indien und Afrika hin- und herwandert, eine Pilgerreise von etwa 10.000 Meilen, die mehrere Generationen umfasst.
Libellen wandern, um ihre Fortpflanzungschancen zu maximieren, indem sie warme Süßwasserteiche suchen, in denen sie ihre Eier sicher ablegen können. Aus diesen Eiern schlüpfen Libellenlarven: erstaunliche Raubtiere mit Kiemen, die Wochen bis Jahre damit verbringen, durch das Wasser zu düsen und mit ihren Mundwerkzeugen nach aquatischer Beute zu schießen, bis sie bereit sind, ihre Flügel auszubreiten und die Jagd in den Himmel zu tragen.
Libellen in den Garten locken
Libellen und Mosaikjungfern gehören zur Insektenordnung Odonata, und die meisten Mitglieder dieser Gruppe sind in ihrem Lebenszyklus auf Wasser angewiesen. Die Jungtiere, oder Nymphen, leben für Monate und manchmal Jahre unter Wasser, bevor sie als Erwachsene schlüpfen; die Erwachsenen neigen dazu, über dem Wasser nach Insekten zu jagen und legen ihre Eier im Wasser oder auf der angrenzenden Vegetation ab.
Wenn Sie nicht im trockenen Südwesten leben, ist Ihr Garten vielleicht ziemlich nah an einem Bach, Teich oder Feuchtgebiet mit einer „Quell“-Population der Insekten. Libellen sind starke Flieger, und obwohl die meisten Individuen in der Nähe ihres ursprünglichen Teiches oder Baches bleiben, werden einige von ihnen reisen. Der ideale Libellenteich sollte in der Tiefe variieren, an den Rändern flach und in der Mitte mindestens einen Meter tief sein, um den Nymphen einen Schutz vor Fressfeinden zu bieten. Die British Dragonfly Society empfiehlt, einen Teich mit einem Durchmesser von etwa 1,5 Metern anzulegen, aber unter den richtigen Bedingungen funktioniert auch ein kleinerer Teich oder ein Wasserspiel.
Um sowohl den sich entwickelnden Nymphen als auch den erwachsenen Tieren Sitzgelegenheiten zu bieten, sollten Sie Unterwasserpflanzen in den Teich setzen, einschließlich aufstrebender Vegetation wie Seggen und Binsen, die über die Wasseroberfläche hinausragen. Experten empfehlen auch, einheimische Arten von Sträuchern um den Teich herum zu pflanzen, um mehr Sitzgelegenheiten zu schaffen.
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Natalie Angier ist eine mit dem Pulitzer-Preis ausgezeichnete Wissenschaftsjournalistin für die New York Times.