Die Sehorgane des Schmetterlings
Contents
Schmetterlinge und die meisten anderen erwachsenen Insekten haben ein Paar sphärische Augen, von denen jede bis zu 17.000 Einzelaugen (Ommatidien) enthalten, das sind individuelle Lichtrezeptoren mit jeweils eigenen mikroskopischen Linsen.Die Augen der Schmetterlinge bestehen aus vielen kleinen Einzelaugen, die aus sechseckigen Feldchen zusammengesetzt sind. Man nennt diese Augen Facettenaugen. Bei gewissen nachtaktiven Schmetterlingen können dieses Einzelaugen aus mehreren tausend Einzelaugen bestehen.
Jedes Auge nimmt ein Teil, ein Einzelbild der Umgebung war. Obwohl Schmetterlinge so viele Einzelaugen besitzen, können sie dennoch nicht so gut sehen wie andere Tiere (z.B. Vögel). Sie können jedoch auf eine Distanz von ungefähr 3 bis 5 m Blüten und Farben erkennen.
Struktur des Auges
Ein Einzelauge (Ommatidium) wird aus fünf bis neun (acht in der Mandibulata) Sinneszellen gebildet, deren Mikrovillis (Rhabdomere) nach innen zur Achse zeigen und den Rhabdom (E) bilden. Die außenliegenden benachbarten Stütz- und Pigmentzellen trennen die einzelnen Ommatidien voneinander.
Der äußere Teil des Ommatidiums ist ein dioptrischer Komplex, der aus einer transparenten, hochbrechenden Hornhautlinse (A) besteht, die unterhalb von Kristallzellen oder einem Kristallkegel (B) eingefasst ist.
Auf der Unterseite des einzelnen Auges werden die elektrischen Nervenimpulse über ein Axon einer Nervenzelle an das Gehirn übertragen. Die Bildung der Hornhaut erfolgt durch den bei Krustentieren als Corneagen-Zellen und bei Insekten als Hauptpigment-Zellen genannten Zellen, die an die Einzelaugen (Ommatidien) angrenzen. Im Fall der Mandibulata wird ein Kristallkegel, der ursprünglich von 4 Zellen gebildet wurde,für eine weitere Lichtbrechung gebildet.
Wenn der Kristallkegel innerhalb der Zellen angeordnet ist, wird er Eukon genannt, ansonsten wird der Kristall der Zellen Pseudokon genannt. Ommatidien ohne Glaszapfen innerhalb der Insekten werden als Akon bezeichnet und bei einigen Käferarten mit einer konischen Erweiterung der Hornhaut, die die Funktion des Kristallkegels übernimmt, werde die Einzelaugen (Ommatidien) Exokoon genannt.
Die Sehkapazitäten
Schmetterlinge haben vielleicht nicht eine so scharfe Sicht wie die Menschen, aber ihre Augen schlagen uns auf andere Weise. Ihre Sehfelder sind größer, sie können schnell bewegende Objekte besser wahrnehmen und können ultraviolettes von polarisiertem Licht unterscheiden.Der Schwalbenschwanzschmetterling aus Australasien, die bekannte Blaualge (Graphium sarpedon, im Bild), bekannt für ihre auffälligen blaugrünen Markierungen, ist für solche Sehaufgaben noch besser gerüstet.
Jedes ihrer Augen enthält mindestens 15 verschiedene Arten von Photorezeptoren, das sind licht-erkennenden Zellen für das Farbsehen.Um zu verstehen, wie sich die spektral komplexe Netzhaut von Schmetterlingen entwickelte, untersuchten die Forscher anhand von physiologischen, anatomischen und molekularen Experimenten die Augen von 200 in Japan gesammelten männlichen Blaualgen. (Es wurden nur Männchen verwendet, weil die Wissenschaftler nicht genügend Weibchen fangen konnten.) Sie fanden heraus, dass verschiedene Farben je eine Klasse von Rezeptoren ansprechen. Zum Beispiel stimuliert UV-Licht einen Rezeptor, während etwas andesfarbig blaues Licht drei andere auslöst; und grünes Licht lösen vier weitere Rezeptoren aus. Die meisten Insektenarten haben nur drei Klassen von Photorezeptoren. Sogar Menschen haben nur drei Rezeptoren, aber wir sehen immer noch Millionen von Farben. Schmetterlinge benötigen nur vier Rezeptorklassen für das Farbsehen, einschließlich Spektren im UV-Bereich.
Warum hat diese Spezies dann 11 weitere Rezeptoren dazu entwickelt? Die Wissenschaftler vermuten, dass einige der Rezeptoren so eingestellt werden müssen, dass sie bestimmte Dinge von großer ökologischer Bedeutung für die irisierenden Schmetterlinge – wie etwa das Geschlecht – wahrnehmen muessen.. Zum Beispiel, wenn die Augen auf die geringste Abweichung im blau-grünen Spektrum achten koennen,dann koennen die männliche Schmetterlinge ihre Rivalen entdecken und verfolgen, selbst dann wenn sie gegen den blauen Himmel fliegen.
Das Gehirn des Schmetterlings kann sofort erkennen, ob das von jedem Ommatid erzeugte Bild dunkel oder hell ist. Wenn sich ein Raubtier nähert sich oder der Schmetterling den Verfolger ueber eine Aenderung in einen kleinen Bruchteil der Lichtmenge, aufgrund des sehr engen Blickwinkel bemerkt macht sich die Effizienz bemerkbar. Diese Empfindlichkeit gegenüber Veränderungen in ihrer Umwelt bedeutet, dass ein Schmetterling extrem effizient ist um Bewegungen zu erkennen und in der Lage ist,die Entfernung eines sich nähernden Räubers zu messen, so dass sofort ein Ausweichmanöver begonnen werden kann.
Die Empfindlichkeit gegenüber Veränderungen im visuellen Bereich, mit einer hohen Bilderfrequenz kombiniert von etwa 150 Bildern pro Sekunde, hilft den Schmetterlingen tausende von Elementen des Mosaikbildes zu kombinieren. Es ist nicht bekannt, ob Schmetterlinge und andere Insekten diese Elemente in ein einziges Bild Mosaik verschmelzen koennen. Wenn sie es schaffen, waeren sie in der Lage, Muster aus kurzer Distanz zu unterscheiden.
Wirbeltiere müssen ihre Augen und Köpfe bewegen, um ihre Umgebung zu erforschen, aber die zusammengesetzten Augen der Schmetterlinge geben ihnen einen fast 360-Grad-Blick. Sie können alles gleichzeitig sehen,sie koennen die Blumen vor ihnen genau zu erkunden und gleichzeitig die gleiche Konzentration auf die Erkennung von Bedrohungen von hinten aufbringen. Schmetterlinge können polarisiertes Licht sehen, mit dem sie die Position der Sonne bestimmen können, selbst wenn diese teilweise von einer Wolke verdeckt wird. Dadurch können sie ihre Position mit der Sonne in Beziehung setzen und sie als Kompass verwenden, wenn sie sich in ihren Lebensräumen bewegen.
Farbwahrnehmung
Menschen und Vögel nehmen Farben unterschiedlich wahr als Schmetterlinge, da letztere extrem empfindlich auf UV- und sichtbare Strahlung reagieren. Blumen haben ultraviolette Muster, die für den Menschen unsichtbar sind, aber von Schmetterlingen erkannt werden können. Diese UV-Muster führen die Schmetterlinge zur Quelle des Nektars.
Experimente mit Colias-Schmetterlingen, die orange, rot, grün, blau und schwarz gefärbt waren, haben gezeigt, dass Weibchen nicht zwischen Männchen unterschiedlicher Farbe unterscheiden. Die meisten Biologen sind sich einig, dass sichtbare Farben und Muster nicht für die Kommunikation zwischen Schmetterlingen und Schmetterlingen verwendet werden.Die Hauptfunktion der sichtbaren Farben besteht darin, Signale in Bezug auf das Überleben des Vogels zu übertragen (dh Tarnung, aposematische Farbe, mimetische Muster usw.).
Schmetterlinge können visuell miteinander kommunizieren, verwenden aber einen „privaten Kanal“ von ultravioletten Mustern, die sichtbare Muster überlagern und von Wirbeltieren nicht gesehen werden können. Diese ermöglichen es den Schmetterlingen, bestimmte Arten in der Anfangsphase der Annäherung an den Standort des Partners zu erkennen. Es wurde durch Experimente nachgewiesen, dass maennliche Schmetterlinge, deren Muster von UV-Reflexionen gelöscht worden waren, einen signifikanten Rückgang des Erfolgs bei der Partnersuche erleiden.
Die Schmetterlinge reagieren nicht nur empfindlich auf UV-Licht, sondern reagieren auch sehr sensibel auf die schillernden Farben, die entstehen, wenn das Sonnenlicht auf den Flügeln anderer Schmetterlinge gebrochen wird. Viele Arten haben auch eine selektive Farbreaktion entwickelt, das heisst sie sind darauf „abgestimmt“,auf die dominierenden Farben in den Flügelmustern ihrer eigenen Art zu reagieren. Beispiele dafuer sind der Heliconius erato, der empfindlich auf Rot reagiert sowie der Morpho Helenor, der sehr stark auf Blau reagiert, und der Philaethria Dido,der auf Grün reagiert.
Wahrnehmung der Groesse
Männliche Schmetterlinge fangen alle Insekten mit ungefähr der gleichen Größe und Farbe ab wie das Weibchen der eigenen Spezies wenn sie sich dem Standort des Schmetterlings naehern. Experimente mit Weibchen aus Pappe haben gezeigt, dass Männchen gleichmäßig auf quadratische, kreisförmige, dreieckige oder schmetterlingsförmige Schaufensterpuppen reagieren.Die Weibchen einiger Arten scheinen jedoch in der Lage zu sein, die Pflanzen nur anhand der Form und der Farbe des Blattes zu erkennen.
Diese Fähigkeit variiert von Spezies zu Spezies und ist in Schmetterlingen monofágicas, das sind diejenigen deren Larven nur eine Art von Pflanze fressen besonders hoch entwickelt. Polyphagische Schmetterlinge (solche, die mehrere Familien oder Gattungen von Pflanzen verwerten koennen hängen fast ausschließlich von chemischen Signalen ab. Zum Beispiel wurden die Pieris-napi-Weibchen oft beobachtet, wie sie nach passenden Eiablageorten suchten,sie besiedeln mehrere Pflanzen, testen jedes Sporen der Blattkultur mittels Punktierung um in dem Blatt Chemikalien freizusetzen die dann von den olfaktorischen Rezeptoren in den Beinen aufgenommen werden. Blätter, die getestet wurden, einschließlich Blätter von Farn, Efeu und Eiche, haben alle eine ganz andere Form als die Kreuzblütler, die für die Eiablage notwendig sind. Dies scheint darauf hinzudeuten, dass das Sehvermögen dieser Art bei der Auswahl der Pflanzen zur Eiablage keine oder nur eine geringe Rolle spielt.
Vision in Nachtmotten
Die Art der lila Sphinx, Deilephila elpenor, wurde untersucht, um festzustellen, ob Motten Farbe wahrnehmen können oder nicht. Es schien unwahrscheinlich, aber es wurde herausgefunden, dass diese Spezies neun Lichtempfänger in jedem Einzelauge (Ommatidium) hat (im Vergleich mit zwischen 2 und 6 in Schmetterlingen) und es wurden Verhaltensexperimente mit diesen Motten getestet um festzustellen ob die Motten Reize und Farbintensitäten im trüben Licht der Sterne unterscheiden koennen.
Warnsensoren
Insekten können nicht blinzeln, also brauchen sie andere Wege, um ihre Augen zu schützen. In vielen Schmetterlingen werden die Augen durch Labialpalpen geschützt, die als Staubfilter wirken. Die Schmetterlinge der Gattung Satyrine Lethe haben eine dichte Schicht aus feinen Pilzen oder „Haaren“ in ihren zusammengesetzten Augen.Untersuchungen dieser Schmetterlinge in Sri Lanka und Borneo zeigten, dass sie stark vom Schlamm angezogen werden, und verbringen deshalb längere Zeit damit in diesen einzutauchen. Es erscheint plausibel,das sie Sensoren haben die ebenso wie die Schurbarthaare von Katzen funktioneren die sie davor warnen zu nahe an den Schmutz zu kommen der ihre Augen verschliessen wuerde.
Kuriositäten:Antennen der Schmetterlinge:
Die Schmetterlinge haben ein paar segmentierte Antennen die zwischen den Augen hervortreten. Diese können in verschiedenen Positionen einen willkürlichen Winkel einnehmen, und es wird angenommen, dass es sich um eine Form von Radar handelt. Sie haben viele Funktionen, einschließlich der Erkennung von Pheromonen, verwendet für Standort der Eiablage und der Partnersuche.
Die Fühler (oder Antennen) der Schmetterlinge haben eine ganze Reihe von Funktionen, aber die wichtigste ist fast immer das Riechen! Mit den Antennen werden einmal (und natürlich nur bei den Männchen) die Lockstoffe (Pheromone) der Weibchen wahrgenommen. Weiterhin werden bei nektarsaugenden Faltern Blüten oder Baumsaftstellen (oder zuckerhaltige Köder) gerochen, dazu auch andere Substanzen. Und natürlich auch die Raupennährpflanzen, die von den Weibchen zur Eiablage gesucht werden.
Die Fühler von Schmetterlingen können sehr verschieden sein. Sie können kurz oder lang, gerade oder gebogen, mit Kolben versehen, kammzähnig, gekämmt etc. sein. Bei vielen nachtaktiven Arten haben die Männchen meistens breitere und auffälligere Fühler. Andere Arten (Adelidae oder Langhornmotten) haben Fühler, welche die Körperlänge um das 4-fache überragen. Die Fühler sind ein wichtiges Sinnesorgan für die Schmetterlinge. Sie sind Tastorgane und gleichzeitig dienen sie als Geruchsorgan. Mit den Fühlern nimmt der Schmetterling Nahrungs- und Sexualdüfte wahr. Die Männchen einiger Spinnerarten können mit dem Geruchssin der Fühler die Weibchen aus einer Distanz von 2 km orten. Über die Fühleroberfläche sind feinste Haare verteilt.
Die Antennen des Falters Monarch Danaus plexippus werden von mehr als 16000 Geruchssensoren (Sniffer), teilweise als Flocken, andere als geformte oder olfaktorischen Härchen bedeckt. Sensoren in Form von Flocken, etwa 13700 insgesamt in der Zahl sind empfindlich gegenüber den Sexualpheromonen und dem Geruch von Nektar die es dem Schmetterling ermoeglicht die Quelle des Nektars zu lokalisieren.
Schmetterlinge werden oft dabei beobachtet,wenn sie mit ihren Antennen auf den Boden oder an die Blätter klopfen. In diesem Fall tasten sie das Substrat des Blattes ab, um dessen chemischen Eigenschaften zu erkennen. Sie tun dies, um festzustellen, ob das Blatt essentielle Nährstoffe enthält. Männliche Schmetterlinge trinken oft mineralisierte Feuchtigkeit, um Natrium zu erhalten, das sie während des Geschlechtsverkehrs an ihre Partner weitergeben welches der Reizaufnahme dient. Bei einigen Schmetterlingsarten kann eine Art von der anderen sehr ähnlichen Art nur anhand der Fühler unterschieden werden.
Unterschiede zwischen den Antennen der Schmetterling und Motten
Schmetterlingsantennen enden immer an den Spitzen.. In den meisten Subfamilien der Schmetterlinge, wie Nymphalinae, Heliconiinae und Pierinae ist der Schaft gerade und das sehr scharfe Ende schliesst progressiv zur Spitze.Einige Motten einschließlich Burnet (Zygaenidae) und Cane Bohrwerke (Castniidae) haben auch Antennen, die genauso ausssehen wie bei den Schmetterlingen.
Dies ist einer der vielen Gründe, warum die Aufteilung in Motten und in Lepidoptera Schmetterlinge wissenschaftlich schwer zu rechtfertigen ist.Die Schmetterlingsart (Zygaenidae) oer Burnets Motten haben Antennen, die noch mehr bewegt werden als die der echten Schmetterlinge.Männlichen Motten von Saturniidae, Lasiocampidae und einigen anderen Familien haben gefiederte Antennen die von Zehntausenden von Geruchssensoren erfaßt werden und koennen den Geruch von Weibchen aus Entfernungen bis zu 2 km erkennen.
Johnston-Orgel
Die Weibchen haben keine Notwendigkeit, Pheromone zu erkennen, so dass ihre Antennen, obwohl in der Struktur ähnlich, viel kürzere Büschel haben.An der Basis der Antennen befindet sich eine sogenannte „Johnston-Orgel„. Diese ist mit Nervenzellen,genannt escolopidios bedeckt, die empfindlich sind,sich ausdehnen koennen und zum Erfassen der Position die Antennen durch Schwerkraft und Wind verwenden.Sie werden verwendet, um die richtige Ausrichtung und Balance während des Fluges zu erkennen und ihre Richtung oder die Geschwindigkeit des Auf- und Abstieg zu regulieren . Es wird vermutet,dass sie auch Magnetfelder erkennen können.
Die Rüssellippen
Von der Vorderseite des Kopfes ragen zwei kleine Vorsprünge hervor, die sogenannten Lippenpalpen,diese sind mit Geruchssensoren (Geruchsdetektion) bedeckt sind. Ähnliche Sensoren finden sich auch an den Antennen, an Thorax, Bauch und Beinen.
Diese Sensoren sind in verschiedenen Funktionen vorhanden, und jeder Sensor spielt wahrscheinlich eine andere Rolle. Die Sensoren an den Antennen,sind darauf abgestimmt, Sexualpheromone zu finden, während die Sensoren der Beine fuer die von Nahrungspflanzen verstroemten Duftstoffe (wichtig fuer Larven) empfindlich sind.
Diese Logik zeigt, dass die Rüssellippe, aufgrund ihrer Position, darauf abgestimmt sein koennte Quellen von Nahrung wie Nektar, Urin, Aas oder Baumsaft zu erkennen. Alternativ können sie durch den Geruch in der Luft der von bestimmten Orten ausgeht erkennen ob eine Ortsaenderung bevorsteht bspw durch Trockenheit in der Luft.Einige Biologen argumentieren, dass die Tastfunktionen zusätzlich zu ihren Riechfunktionen noch andere Funktionen haben, wie etwa um den Rüssel zu schützen. Logischerweise würde dies bedeuten, dass eine kurze Röhre mit kleinen Palpen und eine lange Röhre mit größeren Palpen assoziiert wäre. In der Tat ist dies nicht der Fall: Arten mit sehr langen Rüssel, wie die Schmetterlinge der Art Brücken und Eurybia, palps sind mittelgroß, während die Ruessel von Libythea und anderen Spezies unbedeutend kleine Ruessel haben.
Proboscis
Der Rüssel besteht aus einem Paar miteinander verbundener Schnittkanäle, die, wenn sie zusammengefügt werden, eine Röhre bilden, ähnlich einem Strohhalm. Dieses Rohr kann wie eine Feder aufgerollt werden, um sie zu speichern oder zu verlängern, es dem Schmetterling zu ermöglichen, tief in die Blumen einzudringen um den Nektar zu absorbieren. Wenn der Saugrüssel mit klebrigen Flüssigkeiten verstopft ist, können die beiden Kanaele entkoppelt und gereinigt werden.Olfaktorische Sensoren nahe der Spitze des Rüssels und Kanalnahrungsmittelsensoren, zusammen mit ähnlichen Sensoren an dem Tarsus und der Schienbeine erlauben es dem Schmetterling den Geschmack von Nektar, Pollen, Dünger und Mineralien zu erkennen.
Schmetterlinge „BD“ Calli cynosura, der unter Verwendung seines Rüssels als Trinkhalm Mineralien aus der Oberfläche eines nassen Felsens am Ufer eines Flusses im Amazonas aufsaugt.
Ernaherungsverhalten
In den gemäßigten Klimazonen erhalten die meisten Schmetterlinge ihre Nahrung, indem sie Nektar von Blumen saugen. Es gibt jedoch Ausnahmen: Die violetten männlichen Schmetterlinge Kaiser Apatura Iris zum Beispiel besuchen nie Blumen; sie ernaehren sich vollstaendig aus Pfuetzen mit Flüssigkeiten wie Gülle, mit Urin getränktem Boden, oder von Baumsaft und Blattlaus Sekreten.
In den Bergketten der Alpen und in den Pyrenäen, finden sich Männchen vieler Arten vor allem der Lisandra,,Thymelicus, Amor und Mellicta, oft in Gruppen von mehreren Dutzend Exemplaren und absorbieren die mineralisierte Feuchtigkeit aus Pfützen oder von mit Urin getränktem Boden oder aus der Gülle der Nutztieren.
Dieses Phänomen ist in alpinen Regionen in der gesamten nördlichen Hemisphäre verbreitet.In den Tropen folgen die meisten Männchen aller Familien dem oben beschriebenen Verhalten für den Purpurkaiser. Die Weibchen einiger Arten scheinen sich überhaupt nicht zu ernähren und sind auf Proteine und Aminosäuren angewiesen, die während der Paarung durch die Spermien der Männchen übertragen werden. Für Papilionidae, Pieridae und Lycaenidae, erhalten die Weibchen häufig Nahrung aus dem Nektar der Blüten.In Zentral- und Südamerika besuchen die weibliche Schmetterlinge der Heliconius Blumen wie die Lantana und einige andere Blumen, um Nektar zu saugen. Sie sequestrieren auch Pollen von den Blumen Psiguria, Anguria und Gurania im dichten Urwald wird Pollen aus Blumen gesammelt, und zu Aminosäuren extrahiert, dies erlaubt eine groessere Langlebigkeit der Weibchen und ermöglicht ihnen, Eier bis zu zu einer Dauer von 9 Monaten zu produzieren,
Schmetterlinge haben die Fähigkeit erworben, sich die Standorte einzelner Pollenpflanzen zu merken und sich spaeter daran zu erinnern. Sie besuchen diese jeden Tag und folgen einem vordefinierten Weg zu diesen Pflanzen.
Schmetterling der Art Phoebis Argante und Rhabdodryas sammeln sich, um Feuchtigkeit zu absorbieren, Peru
Schwärme von Schmetterlingen, zum Beispiel die Männchen der Eurema, Phoebis, Marpesia, Adelpha und Calli sammeln sich häufig an den Straenden von Fluessen um mineralisiertes Trinkwasser aus dem nassen Sand aufzunehmen.
Zahlreiche andere Schmetterlingsarten wie Doxocopa, Rhetus und Caria sammeln sich auch in kleineren Mengen in ähnlichen Situationen.Männchen von Unterfamilien wie Charaxinae und Apaturinae werden von Gülle, verfaulten Früchten oder Aas angezogen.
Der Forscher DeVries schätzt, dass sich mindestens 40 Prozent aller Nymphalidae in Costa Rica ausschließlich von faulen Früchten ernähren.Diejenigen, die Aas fressen, unterscheiden sich stark in ihrer Wahl der Nahrungsmittel. In Ecuador sieht man haeufig Glasswings Schmetterlinge auf verwesenden Kadavern von Tieren, und in Venezuela, konnte ein männlicher Periander Rhetus gesehen werden,als er Körperflüssigkeiten einer riesigen toten Tarantel zu sich nahm.
Im Krater eines Vulkans in Ecuador Noten von Satirines konnten einschließlich Schmetterlinge der Art Lymanopoda, Lasiophila und Junea auf einer Leiche einer Schlange gesehen werden.In gemäßigten Regionen sind aasfressende Schmetterlinge weniger verbreitet als in den Tropen, aber im suedlichen England wurde der lila Emperadores auf dem toten und geoeffneten Körper eines Hirsches schwebend gesehen.In den tropischen Regenwäldern Südamerikas bilden viele Schmetterlinge Assoziationen zu Ameisenkolonien.
Die Schmetterlinge folgen Heerscharen von herumstreichenden Soldatenameisen, die sich von Insekten ernähren, die sich aber zerstreuen, wenn sich die Ameisen nähern. Die Schmetterlinge folgen den Ameisen und ernähren sich von ihrem flüssigen Kot. Biologen die die Schmetterlinge in den tropischen Wäldern studieren setzen kleine Kugeln aus feuchtem weißen Papier ab um Vogelkot zu simulieren um somit mehr Erkenntniss ueber die Ernaehrung von aasfressenden Schmetterlingen zu erlangen.
In diesem Artikel sprechen wir über die Ohren von Schmetterlingen.
Bitte helfen Sie uns, diese schmetterlinge-Informationen an so viele Menschen wie möglich weiterzugeben. Klicken Sie einfach auf diese Schaltflächen unten und teilen Sie sie in einem Ihrer sozialen Netzwerke. Vielen Dank für deine Hilfe.