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Überleben unter Wasser
Die Atmungstricks der Wasserinsekten
Zum Nationalpark-Themenjahr “Insekten” stellen wir im Februar die Frage, wie Insekten unter Wasser atmen können.
Obwohl die meisten Insekten Landbewohner sind, hat sich eine ganze Reihe von Arten auch an das Leben im Wasser angepasst. Die größte Herausforderung ist dabei die Sauerstoffversorgung. Insekten atmen über ihr Tracheensystem, also feine Röhren, die die Luft in den Körper hinein leiten. Um unter Wasser atmen zu können, haben Insekten mehrere erstaunlich unterschiedliche Mechanismen entwickelt.
Erwachsene Insekten wie beispielsweise Schwimmkäfer oder Wasserwanzen nutzen das Prinzip der Plastron-Atmung. Sie tragen einen dünnen Luftfilm (Plastron) in einem Pelz unter dem Bauch oder unter den Flügeldecken. Dieser Luftfilm erneuert sich von selbst: Sauerstoff aus dem Wasser wechselt in die Luftblase hinein und Kohlendioxid aus der Atmung des Insekts diffundiert in das umgebende Wasser. Somit sind die Wasserinsekten wie Taucher, deren Gasflasche sich ständig von selbst nachfüllt. Sie müssen nur alle paar Stunden an der Oberfläche die Luft des Plastrons auffrischen.
Viele Insektenlarven können dauerhaft unter Wasser leben, weil sie spezialisierte Atmungsorgane besitzen, die als Tracheenkiemen bezeichnet werden. Das sind stark durchblutete oder von Atemröhren (Tracheen) durchzogene Ausstülpungen der Körperwand. Diese nehmen den im Wasser gelösten Sauerstoff durch die Haut auf. Manche Larven fächeln mit den Kiemenblättchen, um einen ständigen Wasserstrom zu erzeugen und die Sauerstoffaufnahme zu verbessern. Typischerweise findet man diese Atmungstechnik bei den Larven von Wasserkäfern, Eintagsfliegen, Köcherfliegen und Kleinlibellen. Großlibellenlarven nutzen ähnlich geartete Kiemen, die allerdings im Enddarm liegen: Sie atmen ständig durch den Po ein und aus.
Einige andere Wasserinsekten nutzen Schnorchel (Siphone) zur Luftversorgung unter Wasser. Manche Wasserwanzen wie Stabwanze und Wasserskorpion, aber auch die Larven und Puppen der Stechmücken sowie die in Faulschlamm und Jauche lebenden Larven der Bienen-Schwebfliegen strecken Atemröhren zur Wasseroberfläche empor und saugen Luft ein. Bei Gefahr oder Störung ziehen diese Insekten die Atemröhre ein oder tauchen unter und halten eine Weile die Luft an, bis die Luft wieder rein ist.
Eine ganz spezielle Anpassung an das Unterwasserleben haben die Larven der Schilfkäfer entwickelt, zu denen auch der in salzigem Wasser lebende Seegraskäfer gehört. Um ihren Sauerstoffbedarf zu decken, nutzen diese Larven das luftgefüllte Stängelmark (Aerenchym) ihrer Wirtspflanzen. Ihre Atemöffnungen am Hinterleibsende sind zu säbelartigen Dornen verlängert. Damit stechen sie die luftleitenden Gefäße ihrer Wirtspflanzen an. Der in den Hohlräumen des Aerenchyms gespeicherte Sauerstoff, der über die oberirdischen Teile der Pflanze aufgenommen wurde, wird so direkt in das Tracheensystem der Larve geleitet. Somit sind die Schilf- und Seegraskäfer-Larven vollständig von der Wasseroberfläche unabhängig und können dauerhaft am Gewässergrund leben.
Zum Phänomen des vorigen Monats:
Mimikry - Täuschende Ähnlichkeit
