Wirbelkäfer - Whirligig beetle

Wirbelkäfer
Zeitlicher Bereich: Früher Jura – Gegenwart
Gyrinus natator.JPG
Gyrinus natator , 1909 Abbildung
Wissenschaftliche Klassifikation e
Königreich: Animalia
Stamm: Gliederfüßer
Klasse: Insekten
Befehl: Coleoptera
Unterordnung: Adephaga
Familie: Gyrinidae
Latreille , 1802
Unterfamilien

Siehe Text

Video von schwärmenden Wirbelkäfern
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Die Wirbelkäfer sind eine Familie ( Gyrinidae ) von Wasserkäfern , die normalerweise ungestört an der Wasseroberfläche schwimmen, bei Bedrohung jedoch unter Wasser schwimmen. Sie haben ihren allgemeinen Namen von ihrer Angewohnheit, bei Alarm schnell im Kreis zu schwimmen, und zeichnen sich auch durch ihre geteilten Augen aus, von denen angenommen wird, dass sie sowohl über als auch unter Wasser sehen können. Die Familie umfasst weltweit etwa 700 erhaltene Arten in 15 Gattungen sowie einige fossile Arten. Die meisten Arten sind im allgemeinen Aussehen sehr ähnlich, obwohl sie in der Größe von vielleicht 3 mm bis 18 mm Länge variieren. Sie neigen dazu, im Querschnitt, in der Draufsicht von oben und im Längsschnitt abgeflacht und abgerundet zu sein. Tatsächlich ist ihre Form eine gute erste Annäherung an ein Ellipsoid , mit Beinen und anderen Anhängseln, die eng in eine stromlinienförmige Oberfläche passen.

Taxonomie

Die Gyrinidae wurden im Allgemeinen als Familie in den Adephaga angesehen , aber es wird viel daran gearbeitet, die Beziehungen sowohl innerhalb der Adephaga als auch innerhalb der Coleoptera im Allgemeinen zu klären . Auch innerhalb der Adephaga herrscht Verwirrung, wobei verschiedene rivalisierende Vorschläge umstritten sind; zum Beispiel betrachten einige Arbeiter die Gyrinidae als eng verwandt mit Familien wie den Dytiscidae und verschiedenen anderen räuberischen Wasserkäferfamilien, während andere Analysen eher darauf hindeuten, dass die Gyrinidae eine Schwestergruppe des Rests der Adephaga sind. Einige der Adephagan-Familien scheinen selbst polyphyletisch zu sein, so dass eine definitive kladistische Struktur auf fortgeschrittenere Nukleinsäureanalysen warten muss.

Beschreibung

Wirbelkäfer fallen am auffälligsten durch ihr verwirrendes Schwimmen auf. Ihre Färbung ist nicht auffällig und sie können ziemlich schwer zu erkennen sein, wenn sie sich nicht bewegen oder unter Wasser sind. Die meisten Arten sind jedoch hübsch gefärbt mit einem düsteren Glanz von Stahlgrau oder Bronze. Ihr Integument ist mit kleinen Vertiefungen fein gemeißelt; es ist hart und elastisch und bildet eine wasserabweisende wachsartige Außenschicht, die ständig ergänzt wird. Neben anderen Funktionen machen die Schmierschicht und der glatte Umriss die Käfer bemerkenswert schwer festzuhalten, wenn sie gefangen werden; sie rutschen zwischen den Fingern wie ein frischer Orangenkern.

Die Fühler sind bei Käfern ungewöhnlich, da sie kurz und dick sind und ungefähr auf Wasserhöhe platziert sind. Die Facettenaugen sind bemerkenswert, da sie in einen höheren Teil, der über dem Wasserspiegel liegt, wenn ein Käfer passiv schwimmt, und einen unteren Teil, der unter dem Wasserspiegel liegt, unterteilt sind. Insofern erinnern sie an die horizontal geteilten Augen der vieräugigen Fische ( Anableps ), die ebenfalls an der Wasseroberfläche leben. Die Mittel- und insbesondere die Hinterbeine sind zum Schwimmen geeignet ( natatory ): Sie sind stark abgeflacht und mit Borsten gesäumt, die sich falten, um die Schwimmbewegung zu unterstützen. Im Gegensatz dazu sind die Vorderbeine lang und zum Greifen von Nahrung oder Beute geeignet. Bei den Männchen haben die vorderen Tarsen Saugnäpfe, die dazu dienen, das schlüpfrige Weibchen während der Paarung festzuhalten.

Verhalten und morphologische Anpassungen

Die Gyrinidae sind bevorzugt Oberflächenschwimmer. Sie sind bekannt für die verwirrenden und schnellen Drehungen, in denen sie schwimmen, und für ihr geselliges Verhalten. Die meisten Arten können auch gut fliegen und bei Bedarf sogar aus dem Wasser starten. Die Kombination stellt eine Überlebensstrategie dar, die ihnen hilft, Prädation zu vermeiden und Paarungschancen zu nutzen. Im Allgemeinen besetzen die Erwachsenen Gebiete, in denen das Wasser gleichmäßig und nicht zu schnell fließt, wie z. B. kleinere Stromschnellen und Engstellen in gemächlichen Bächen. Solche Orte bieten einen guten Umsatz von schwimmendem Detritus oder kämpfenden Insekten oder anderen Kleintieren, die hineingefallen sind und mit der Strömung schwimmen.

Die Positionen, die Individuen innerhalb einer Gruppe einnehmen, werden durch eine Reihe von Faktoren bestimmt, von denen angenommen wird, dass sie Hunger, Geschlecht, Spezies, Wassertemperatur, Alter, Parasitenlevel und Stresslevel umfassen. Die laufende Forschung zu ihrem Verhalten zielt darauf ab, die Bedeutung der chemischen Abwehr in Bezug auf ihre Position in der Gruppe zu untersuchen. Solche Studien sind für die Erforschung von Aspekten der Nanotechnologie von Interesse, da die Bewegung der Käfer Aufschluss darüber geben kann, wie Robotergruppen Bewegungen koordinieren könnten.

Insbesondere die Käfer machen Verhaltensabwägungen, die sich auf ihre Positionswahl innerhalb einer Gruppe auswirken. Zum Beispiel gehen relativ hungrige Käfer an die Außenseite einer Gruppe, wo es weniger Konkurrenz bei der Nahrungssuche gibt, aber ein höheres Risiko, auf Raubtiere zu stoßen. Männchen sind auch eher außerhalb von Gruppen anzutreffen (obwohl die Gruppierung nicht bekannt ist, um das Paarungsverhalten in dieser Familie zu beeinflussen). Die Einsparungen, die die Käfer durch geeignete Anpassung ihrer Position innerhalb der Gruppe erzielen können, sind wichtig, wenn Individuen gegen den Strom eines Baches schwimmen. Indem sie hinter anderen Käfern schwimmen, können sie sich vorwärts bewegende Zugluft ausnutzen. Eine solche Aktion wird als Entwurf bezeichnet. Es wurde festgestellt, dass die Bestimmung der Vorwärts-/Rückwärtspositionierung innerhalb einer Gruppe auf komplexe Weise durch eine Kombination aus Wassergeschwindigkeit, Geschlecht des Käfers und der Art des Raubtiers (Vogel oder Fisch), das ein Käfer zuletzt beobachtet hat, beeinflusst wird.

Die Käfer könnten die durch ihre Bewegung erzeugten Wellen als eine Art Radar verwenden, um die Position von Objekten auf der Wasseroberfläche um sie herum zu erkennen. Diese Technik könnte verwendet werden, um Beute zu erkennen oder Kollisionen zu vermeiden.

Die erwachsenen Käfer tragen eine Luftblase, die unter ihren Flügeldecken eingeschlossen ist . Dies ermöglicht es ihnen, bei Bedarf auf unbestimmte Zeit unter gut sauerstoffreichem Wasser zu tauchen und zu schwimmen. Der Mechanismus ist ausgeklügelt und kommt einer physischen Kieme gleich . In der Praxis besteht ihre ökologische Anpassung jedoch darin, dass die Erwachsenen an der Wasseroberfläche plündern und jagen, sodass sie selten lange unten bleiben. Die Larven haben an jedem der ersten acht Abdominalsegmente paarige dicke Trachealkiemen.

Im Allgemeinen legen Gyriniden ihre Eier unter Wasser ab, die an Wasserpflanzen befestigt sind, typischerweise in Reihen. Wie die Adulten sind die Larven aktive Räuber, größtenteils benthische Bewohner des Bachbettes und Wasserpflanzen. Sie haben lange Brustbeine mit paarigen Krallen. Ihre Mandibeln sind gebogen, spitz und mit einem Saugkanal durchbohrt. Darin ähneln sie den Larven vieler anderer räuberischer Wasserkäfer, wie beispielsweise der Dytiscidae . Reife Larven verpuppen sich in einem Kokon, der auch an Wasserpflanzen befestigt ist.

Larve und Adult
Gyrinuskopf, seitlicher Aspekt mit Platzierung der Antenne und geteiltem Facettenauge
Hinterbein von Gyrinus
Antenne von Gyrinus

Taxonomie

Verweise

Externe Links