Woran forsche ich eigentlich?

Bevor es richtig los geht: Vielen Dank für die vielen Rückmeldungen zu meiner Umfrage im letzten Newsletter! Ich habe hunderte von Themenideen und Wünschen von euch bekommen und freue mich, dass ich einerseits schon ähnliche Ideen hatte, andererseits aber auch ganz tolle neue Ideen von euch erhalten habe! Das wird ein tolles Schreibers-Naturarium-Jahr! :). Bisher habt ihr mir unter anderem zurückgemeldet, dass ihr gerne öfter etwas zu Klimathemen lesen würdet, dass die Textlänge gerne variieren darf und dass ihr euch wieder mehr unterschiedliche Rubriken wünscht, wie z.B. Good News, Artenportraits und Neues aus der Wissenschaft. Deshalb werde ich in den nächsten Ausgaben einiges ausprobieren bzw. neue Rubriken immer wieder variieren, damit es abwechslungsreich bleibt!

So, da das nun geklärt ist, habe ich mich gefragt: Habe ich euch eigentlich schon einmal von den Käfern erzählt, mit denen ich mich befasse? Nein? Dann wird es Zeit!

“Meine” Käfer: Staphyliniden!

Wenn ich Leuten sage, dass ich mich wissenschaftlich mit Staphyliniden beschäftige, ernte ich oft fragende Blicke. Wenn ich dann das deutsche Wort Kurzflügelkäfer verwende, wird es meist nicht besser. In einem NDR-Beitrag über mich heißen die beispielsweise plötzlich “Kurzschwanzflügler”. Es ist nicht einfach, also habe ich mir in den Kopf gesetzt, diese Käfergruppe bekannter zu machen, weshalb ich beispielsweise meine Protagonistin Zoe in meinem Roman Endling (Öffnet in neuem Fenster) an ihnen forschen lasse. Also: Was sind das für Kerlchen?

Staphyliniden – oder eben Kurzflügler – sind eine alte und artenreiche Käferfamilie mit rund 70.000 bekannten Arten in über 3.400 Gattungen. Diese Anpassungskünstler sind weltweit zu finden – von den Tropen bis zu den Polarregionen, in Laubstreu, Totholz, Moos, Feuchtgebieten und auch in den kargen und kalten Regionen oberhalb der Baumgrenze. Einige Arten leben in extremen Lebensräumen wie Dünen oder Salzmarschen, andere in Symbiose mit Ameisen oder Termiten. Die meisten sind räuberisch unterwegs, während andere Aas, Pilze, Pflanzen oder organisches Material verwerten. Kurzflügler spielen eine zentrale Rolle im Ökosystem: Sie regulieren Populationen, fördern den Abbau organischer Stoffe und unterstützen den Nährstoffkreislauf. Deshalb sind sie so wichtig für uns.

Wie sieht so ein Kurzflügelkäfer aus?

Das auffälligste anatomische Merkmal von Staphyliniden ist ihre charakteristische Flügelgestaltung. Typischerweise besitzen sie stark verkürzte Deckflügel (Elytren), die im Vergleich zu den meisten anderen Käferfamilien nur einen kleinen Teil des Hinterleibs bedecken – sie tragen also quasi den Look oben Business, unten Casual. Der freie Hinterleib (Abdomen) ist meist lang gestreckt, sehr beweglich und kann, wenn sie sich beispielsweise bedroht fühlen, stark nach oben gekrümmt werden, was manche Leute glauben lässt, dass sie irgendwas mit Skorpionen zu tun haben – haben sie aber nicht.

Unter diesen kurzen Deckflügeln haben sie ganz normale, große Flügel gefaltet. Das Origami, sie wieder zusammenzulegen, könnt ihr euch hier anschauen (einen Schlafsack wieder in die winzige Tasche stopfen? Für einen Staphy kein Problem!):

Die kurzen Elytren machen Staphyliniden flink und wendig. Während bei anderen Käfern lange Deckflügel den Hinterleib schützen, bleibt dieser bei Kurzflüglern dank der Kürze flexibel – ein Vorteil in engen Lebensräumen wie Bodenstreu, Ameisenbauten oder unter Rinde. Allerdings sehen sich viele Arten zum Verwechseln ähnlich, beziehungsweise unterscheiden sie sich optisch teilweise tatsächlich gar nicht. Selbst unter dem Mikroskop sind Unterschiede oft kaum erkennbar, besonders bei kleineren Arten. Häufig bleibt nur die Untersuchung der komplex gebauten Genitalien der Männchen, um Arten sicher zu bestimmen. Fummelig, aber effektiv!

Was ihre Größe angeht, sind Staphyliniden ebenfalls recht vielseitig. Die größten Exemplare, wie Käfer aus der Gattung Staphylinus (z. B. der Kaiserliche Kurzflügler Staphylinus caesareus, der 2 Zentimeter misst), können bis zu 4 Zentimeter lang werden. Die kleinsten Arten, wie etwa einige Vertreter der Unterfamilie Scydmaeninae (Ameisenkäfer), messen gerade mal einen halben Millimeter und sind mit bloßem Auge kaum erkennbar. Hier habe ich beispielsweise einen winzigen Vertreter der Scydmaeninae auf meiner Pinzettenspitze:

Wo und wie leben diese Käfer?

Staphyliniden sind quasi DIE Kosmopoliten der Insektenwelt und fühlen sich in nahezu allen Lebensräumen an Land zu Hause. Sie tummeln sich im feuchten Laubstreu der Wälder, in modernden Holzstücken, an und in Pilzfruchtkörpern, in Komposthaufen, im Tierdung, an Kadavern und in Algenwatten am Ufer von Gewässern. Manche Arten bevorzugen sandige Böden, andere die feuchte Umgebung von Torfmooren. Wieder andere zieht es an die Küste oder in die Salzmarschen. Es gibt Staphyliniden, die sich in der obersten Bodenschicht aufhalten, während ihre Verwandten tief in den Untergrund vordringen. Einige Arten leben sogar in der ewigen Dunkelheit unterirdischer Höhlen, wo sie sich ganz auf ihren Tastsinn, ihren Geruchssinn und chemische Signale verlassen. Kurz gesagt: Sie sind überall!

Die Wahl des Lebensraumes ist eng mit der Ernährungsstrategie verknüpft. Räuberische, alleinlebende Arten halten sich meist dort auf, wo sie ihre Beutetiere leicht finden: In feuchten Streuschichten wimmelt es von Springschwänzen, Milben, Larven anderer Insekten und kleinteiliger Bodenfauna, von denen sich viele Staphyliniden ernähren. Aasfressende Arten findet man an Kadavern, wo sie zur natürlichen Zersetzung beitragen. Pilzfresser wiederum halten sich in der Nähe von Pilzfruchtkörpern oder Myzelstrukturen auf. Wieder andere ernähren sich von Detritus, feinem Zersetzungsmaterial pflanzlichen Ursprungs, und leisten dadurch einen wichtigen Beitrag zum Nährstoffkreislauf.

Doch nicht alle Staphyliniden sind solo unterwegs, es gibt auch welche, die sich beispielsweise bestehenden Gemeinschaften anschließen. Besonders faszinierend sind die myrmekophilen und termitophilen Arten, die in Ameisen- oder Termitennestern leben. Diese Käfer haben sich über Jahrmillionen an das Leben in diesen eigentlich fremden Insektenstaaten angepasst. Dort herrschen natürlich ganz andere Bedingungen als in der Welt “da oben”: Das Klima ist meist stabiler, die Luftfeuchtigkeit hoch und die Käfer müssen sich an spezielle Nahrungsquellen und komplexe Sozialstrukturen anpassen. Das Leben in einem Ameisen- oder Termitennest bringt also ganz eigene Herausforderungen mit sich! Schauen wir uns das mal genauer an, denn das Thema finde ich spannend.

Staphyliniden in Ameisen- und Termitennestern: Myrmekophilie und Termitophilie

Arten, die in Nestern von Ameisen oder Termiten leben, werden als myrmekophil (bei Ameisen) oder termitophil (bei Termiten) bezeichnet. Vielleicht kennt ihr sogar den Begriff Ameisengäste? Solche Beziehungen sind keine Seltenheit im Tierreich, aber die Komplexität der Anpassungen bei Staphyliniden ist schon … nicht ohne. Die gehen auf jeden Fall die Extrameile! Die Nester sozialer Insekten sind streng organisierte Gemeinschaften, in denen fremde Eindringlinge in der Regel unverzüglich attackiert werden. Dass sich Staphyliniden dennoch dauerhaft integrieren können, beruht auf einer Reihe hochspezialisierter körperlicher, stoffwechseltechnischer und verhaltensbiologischer Anpassungen.

Angepasste Morphologie

Um in den Ameisen- und Termitennestern überleben zu können, haben sich die Käfer in ihrem Körperbau perfekt angepasst. Ihr flacher, schlanker Körper ermöglicht es ihnen, sich mühelos durch die engen Gänge und Kammern zu bewegen. Sie sehen wirklich VERDÄCHTIG nach Termiten aus.

Hier haben wir beispielsweise eine random Termite aus Australien, nur mal als Beispiel:

Und hier eine von meinem Arbeitsgruppenkollegen Carlos Moreno neu beschriebene Staphylinidenart, die in Termitenhügeln lebt:

Das sieht schon ziemlich termitig aus, finde ich. Da in den Nestern völlige Dunkelheit herrscht, sind die Augen dieser Käfer oft verkümmert oder fehlen ganz. Viel wichtiger sind andere Sinne, da kommen wir gleich noch drauf. Auch Flügel sind oft überflüssig, denn die Käfer verbringen ihr Leben meist innerhalb des Nests. Sie bewegen sich kriechend fort und haben sich so optimal an die beengten Verhältnisse angepasst.

Mimikry spielt in diesem Zusammenhang auch eine wichtige Rolle, aber vor allem bei den Ameisen, mit denen man auch mal draußen unterwegs ist. Einige Staphyliniden-Arten ähneln im äußeren Erscheinungsbild wirklich sehr stark ihren Ameisenwirten. Zwei Bachelorstudentinnen in meiner Gruppe hatten mal ihre liebe Not, die von echten Ameisen zu unterscheiden.

Duftstoffe und Sekrete

Wenn man von seinen neuen Termitenkumpeln keinen auf die Mütze bekommen will, muss man sich natürlich irgendwie einfügen. Viele dieser Staphylinidenarten besitzen deshalb spezialisierte Drüsen, die Duftstoffe absondern. Diese Duftstoffe imitieren oder ähneln den Pheromonen der Wirte, in diesem Fall: der Termiten. Pheromone sind chemische Botenstoffe, die soziale Insekten zur Kommunikation nutzen. Jede Kolonie besitzt also ein für sie typisches Duftprofil, an dem Nestgenossen und Fremdlinge unterschieden werden. Die myrmekophilen und termitophilen Staphyliniden nutzen diese chemische Kommunikation, indem sie Duftstoffe produzieren, die sie für die Ameisen oder Termiten akzeptabel oder sogar attraktiv machen. Die Käfer können so die aggressive Abwehr durch die Wirtsinsekten umgehen und werden als Nestgenossen toleriert.

Einige Käferarten gehen noch einen Schritt weiter und produzieren spezielle Sekrete, die von den Ameisen gerne aufgenommen werden. Diese "Bestechung" führt zu einer besonderen Beziehung, der so genannten Trophobiose: Die Käfer werden von den Ameisen gefüttert und geben im Gegenzug leckeren … äh, Saft? … ab, der für die Ameisen nützlich oder attraktiv ist. Eine Win-Win-Situation für Käfer und Ameisen! Also, darauf bezogen. Denn oft fressen die Staphys heimlich den Ameisennachwuchs, das ist dann natürlich nicht so dolle für die Ameisen.

Anpassung des Verhaltens

Staphyliniden haben einen weiteren Trick, um sich in Ameisen- oder Termitenkolonien zu integrieren: Sie ahmen das Verhalten ihrer Wirte nach. Neben chemischen Signalen imitieren sie auch die Körpersprache der Termiten. Da die Kommunikation im dunklen Nest vor allem über Berührungen, Vibrationen und Bewegungsmuster erfolgt, ist diese Imitation für die Käfer überlebenswichtig. So können sie sich unerkannt im Nest bewegen und werden nicht als Eindringlinge erkannt.

Hier mal ein Foto eines “Adoptionsprozesses” einer Kurzflügelkäfers durch eine Ameise, aufgenommen von Hölldobler et al. (2018). Von außen sehen die sich jetzt nicht sooooo doll ähnlich, also für uns Menschen, aber durch sein Geruchsprofil und das Verhalten hat der Käfer (rechts) die Ameise davon überzeugt, dazuzugehören:

Interessant ist, dass solche Beziehungen nicht einseitig sein müssen. Während einige myrmekophile oder termitophile Staphyliniden Kleptoparasiten sind, also Parasiten, die Nahrung stehlen (=klepto) oder sogar Eier und Larven der Wirtsinsekten fressen, können andere Arten eine für beide Seiten nützliche Beziehung eingehen und nicht nur nehmen, sondern auch geben. Manche Staphyliniden ernähren sich von Abfallprodukten, toten Nestgenossen oder Parasiten im Nest, dienen also quasi als Müllabfuhr für die Ameisen und greifen ihnen beim Wohnungsputz unter die sechs Arme.

In einigen Fällen ist die Integration so weit fortgeschritten, dass die Staphyliniden fast untrennbar an die Wirtskolonien gebunden sind. Die Käfer sind dann auf die Ameisen oder Termiten angewiesen, um Nahrung, Schutz und Fortpflanzungsmöglichkeiten zu finden. Sie legen ihre Eier in die Ameisen- oder Termitennester, in denen sich die Käferlarven entwickeln. Diese Larven passen sich der chemischen und sozialen Umgebung an, indem sie Tarnstoffe absondern oder eine Körperform entwickeln, die Ameisenlarven ähnelt. Die Ameisen oder Termiten ernähren dann unwissentlich nicht nur ihre eigene Brut, sondern auch die Larven der symbiotischen Käfer mit. Smart!

Ein Beispiel für myrmekophile Staphyliniden in Mitteleuropa sind Arten der Gattung Lomechusa, die in Nestern von Waldameisen leben. Diese Käfer produzieren ein süßes Sekret, nach dem die Ameisen regelrecht süchtig werden. Im Gegenzug werden die Käfer gepflegt und gefüttert, die Ameisen behandeln sie wie Angehörige ihrer eigenen Kolonie.

Was mache ich?

Ich selber bin im Rahmen meines Masters (und halt auch so, aus Interesse) in der Arbeitsgruppe von Dr. Dagmara Żyła (Öffnet in neuem Fenster) am Leibniz-Institut zur Analyse des Biodiversitätswandels, und das schon seit zwei Jahren. Ich interessiere mich für Staphyliniden, ihre Biodiversität und das im Bezug auf Moorlebensräume. Deshalb krieche ich durch Naturschutzgebieten mit Mooren (mit Sammelgenehmigung, ihr dürft das nicht einfach machen) und sammle Käfer, um mit denen Untersuchungen im Bezug auf Biodiversität anzustellen. Falls euch interessiert, wie genau ich Proben sammle und wie ich die weiter bearbeite, schreibt es mir hier mal als Kommentar drunter, dann kann ich das auch mal erzählen.

Ich kann hier jetzt noch Stunden über diese Käfer erzählen, und das werde ich auch bald, wenn ich euch mal ein oder zwei veröffentlichte Studien aus unserer Arbeitsgruppe zeige. Aber ich denke, für jetzt passt das erst einmal so, es waren ja schon eine Menge Infos.

In Zukunft will ich am Ende des Newsletters wie gesagt immer mal ein paar Kategorien rotieren. Fangen wir dieses Mal doch mal mit Fun Facts und Good News an!

Fun Fact

Ich möchte jetzt häufiger mal einen Fun Fact bringen. Fangen wir doch direkt mit einem über Staphyliniden an: 2002 gab es einen Artikel über Paederinae in der renommierten Medizin-Zeitschrift The Lancet, der eine Verbindung zwischen diesen kleinen Käfern und den biblischen Plagen herstellte. Die Autor:innen vermuteten, dass diese Insekten eine Erklärung für die dritte und vierte Biblische Plage (Insektenschwärme) sowie für die sechste Plage (Blattern) liefern könnten. Denn viele Paederinae produzieren ein Gift namens Paederin, das bei Hautkontakt schmerzhafte Blasen verursacht. Interessant ist, dass die ersten beiden Plagen – die Verwandlung des Nils in Blut (möglicherweise durch eine Algenblüte verursacht) und die Froschplage – ideale Bedingungen für die Vermehrung dieser Käfer geschaffen haben könnten. Die verrottenden Frösche und die gestörten Umweltbedingungen hätten reichlich Brutstätten geboten, was zu einer massiven Invasion dieser Käfer geführt hätte. Die lokale Begrenzung solcher Massenvorkommen könnte laut der Autor:innen erklären, warum nur die ägyptische Bevölkerung betroffen war, während die Israeliten verschont blieben. Finde die Theorie ehrlich gesagt ziemlich wild, aber fand es unterhaltsam genug, das hier mal zu erwähnen. :-)

Good News

Ab und zu soll es hier auch immer mal wieder gute Neuigkeiten geben! Fangen wir direkt mal mit einer News an, die ich vor 2 Tagen entdeckt habe: Den Singvögeln geht es schlecht, ja, das liest man immer wieder. ABER: Viele Greifvogelarten, die in Europa einst vom Aussterben bedroht waren, sind dank intensiver Schutzmaßnahmen wieder auf dem Vormarsch! Arten wie Seeadler und Wanderfalke profitieren von einem strengeren Artenschutz, verbesserten Lebensräumen und dem Verbot gefährlicher Pestizide. Diese Erfolge zeigen, wie wirksam Naturschutzmaßnahmen sein können und geben Hoffnung für die Zukunft bedrohter Tierarten. Yeah! Hier gibt es die Hintergründe:

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Käferschaubilder: Reitter, E.: Fauna germanica.Bd (Öffnet in neuem Fenster).II, Stuttgart. 1909

Foto vom Kurzflügelkäfer (Xanthopygina) auf einem Grashalm: Vinícius Rodrigues de Souza

Termite: CSIRO

Xenogaster pseudonuda sp. nov.: Carlos Moreno

Ameisen “adoptieren” einen Staphy: Hölldobler et al., 2018

Norton, Scott A., und Christina Lyons. „Blister Beetles and the Ten Plagues“. The Lancet 359, Nr. 9321 (1. Juni 2002): 1950. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(02)08759-7 (Öffnet in neuem Fenster).

Moreno, Carlos. (2023). Two new species of the termitophilous rove beetle genus Xenogaster Wasmann from Brazil (Staphylinidae, Aleocharinae, Corotocini). Zootaxa. 5239. 247-264. 10.11646/zootaxa.5239.2.4.

Hölldobler B, Kwapich CL, Haight KL (2018) Behavior and exocrine glands in the myrmecophilous beetle Lomechusoides strumosus (Fabricius, 1775) (formerly called Lomechusa strumosa) (Coleoptera: Staphylinidae: Aleocharinae). PLoS ONE 13(7): e0200309. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0200309 (Öffnet in neuem Fenster)

Betz, Oliver, Ulrich Irmler, und Jan Klimaszewski. Biology of Rove Beetles (Staphylinidae): Life History, Evolution, Ecology and Distribution. 1st ed. 2018 Edition. Cham: Springer, 2018.