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Flügelmuster bei giftigen Schmetterlingen folgen Modetrends

Ein abschreckendes Flügelmuster schützt giftige Schmetterlinge vor Fressfeinden. Damit dieses Warnsignal wirksam schützt, sollte es sich eigentlich besser nicht ändern. Trotzdem ist dieses Muster lokalen und zeitlichen Trends unterworfen, berichten Forschende.


 

 

Forschende aus Österreich haben im Erbgut lateinamerikanischer Falter charakteristische Spuren rascher, jüngster Änderung der Mustermode gefunden. Dies zeigte sich rund um die Flügelfärbungs-Gene, wie sie im Fachjournal «Plos Biology» berichten.

Rote und gelbe Bänder warnen vor Gift

Im Fokus der Studie standen Schmetterlinge der Gattung «Heliconius», die in Mittel- und Südamerika heimisch sind. Sie tragen charakteristische Farbmuster aus roten oder gelben Bändern, die typisch für diese giftigen Schmetterlinge sind.

Bekanntes Muster bietet Schutz

Jungvögel müssen erst ein oder zwei von ihnen probieren, um dieses Muster mit der Giftigkeit des vermeintlichen Futters in Verbindung zu bringen, erklärte Markus Möst vom Institut für Ökologie der Universität Innsbruck im Gespräch mit der Nachrichtenagentur APA. Je mehr Schmetterlinge das selbe Muster tragen, umso höher sei der Schutz für einzelne Individuen.

Es sind verschiedene Arten

Es ist deshalb unter mehreren Heliconius-Arten der Gruppe «melpomene» (Grosser Kurier) und «erato» (Kleiner Kurier) verbreitet. Diese beiden Gruppen haben sich aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt, sind genetisch aber gänzlich voneinander getrennt. Sie zeigen unterschiedliches Verhalten, locken potenzielle Partner mit unterschiedlichen Duftstoffen (Pheromonen) an und können sich nicht miteinander paaren.

Schmetterlinge kopieren lokal

Doch in den einzelnen Gegenden tragen sie dasselbe Flügelmuster, sie passen sich also regional optisch aneinander an. Diesen Schutzeffekt durch ein gemeinsames Warnsignal nennt man «Müllersche Mimikry». «Sie kopieren ihr Aussehen also lokal», sagte Möst. An einem beliebigen Ort in Süd- oder Mittelamerika würde man stets Populationen von «melpomene» und «erato» mit identischem Flügelmuster finden. An unterschiedlichen Orten tragen die Individuen beider Arten eine andere Mode.

Gen-code ist bekannt

«Wie ihre Flügelmuster genetisch codiert sind, ist bereits aus zahlreichen vorhergehenden Untersuchungen bekannt», so Möst: Es gibt vier Stellen (Loci) im Genom, die es zeichnen: «Ein Locus für das rote Muster, einer für das gelbe, ein anderer definiert die Form des Vorderflügel-Bandes und ein weiterer kann das Gelb im Muster in Weiss umschalten», erklärte er.

Modebewusste Schmetterlinge

Damit es verlässlich schützt, sollten die Schmetterlinge ihr Muster eigentlich nie ändern. Das passiert aber laut den Forschern ständig. Sie untersuchten das Erbgut von 600 Individuen der «Heliconius»-Schmetterlinge aus 53 Populationen von verschiedensten Regionen Mittel- und Südamerikas. Dort fanden sich charakteristische Spuren jüngster Veränderungen rund um die Farbmuster-Gene, nämlich «selective sweeps». Das sind Bereiche mit geringer Variation der DNA-Sequenz, weil sich eine bestimmte Genform durch einen starken Vorteil rasch durchgesetzt hat (Selektion) und die Erbgut-Abschnitte rundum nach dem Motto «mitgehangen-mitgefangen» in der Population uniform sind.

Mit der Zeit schleichen sich jedoch Variationen ein - aus Variations-»Tälern» werden alte, seichte Becken, die schliesslich ganz verschwinden. Bei den «Heliconius»-Schmetterlingen waren diese «selective sweeps» aber noch äusserst markante Einschnitte aus jüngster Zeit. Die Schmetterlinge ändern demnach äusserst modebewusst immer wieder ihr Aussehen.

Gründe sind unklar

Warum dies passiert, ist unklar, so Möst. Möglicherweise variiert der «Räuberdruck», wenn zum Beispiel ein Tropensturm die Vögel stark dezimiert, und die Schmetterlinge können unterschiedliche Moden ausprobieren, bis die Vogel-Populationen wieder massiv zunehmen, und sich die Falter auf ein einheitliches Aussehen einigen müssen. «Die Mimikri-Selektion würde dann Individuen mit jenem Muster bevorzugen, das gerade am häufigsten ist», erklärte Möst. Somit gäbe es einen neuen Trend, dem aber tunlichst alle folgen sollten.

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