10 Insekten, die wir gerne studieren

Wenn Sie das nächste Mal von einer Mücke angegriffen werden, geben Sie sich selbst die Schuld. Du bist ein köstlicher Leckerbissen wegen deiner genetischen Ausstattung. Laut einer im April 2015 veröffentlichten und in PLOS One veröffentlichten Studie ist die DNA einer Person einer der entscheidenden Faktoren dafür, warum die Käfer Menschen beißen – oder nicht, je nachdem. Forscher der London School of Hygiene and Tropical Medicine forderten 37 Zwillingspaare auf, ihre Hände in ein Röhrchen mit 20 bluthungrigen weiblichen Mücken zu stecken. Blut enthält Eiweiß, das die Mücken zur Vermehrung benötigen. Die Käfer schnupperten an jeder Hand. Sie flogen auf einige Hände zu, während sie sich von anderen fernhielten [Quellen: Stein ].

Insbesondere hatten die Moskitos die gleiche Anziehungskraft auf eineiige Zwillinge, die den größten Teil ihrer DNA teilen, und unterschiedliche Anziehungskraft auf zweieiige Zwillinge, die nicht so viel teilen. Dies sagte den Wissenschaftlern, dass Gene die bestimmenden Faktoren dafür waren, warum sie beißen oder nicht beißen, was möglicherweise bei manchen Menschen zu einem natürlichen Abwehrmittel führt. Der nächste Schritt, sagen die Forscher, ist, diese Gene zu identifizieren und sie dann vielleicht als Grundlage für ein neues Insektenschutzmittel zu verwenden [Quellen: Stein , Kaplan ].

Das Experiment war nur eine von vielen, vielen wissenschaftlichen Untersuchungen zu Mücken. Ob Forscher ihre Taxonomie, Biologie, Reaktion auf Biopestizide oder etwas anderes untersuchen, Mücken sind eines der am besten untersuchten Insekten des Planeten, aber sie sind nicht die einzigen. Hier sind 10, die die Liste anführen.

1. Monarchenschmetterlinge
2. Kopfläuse
3. Honigbienen
4. Feuerameisen
5. Baumtötende Insekten
6. Maden
7. Kakerlaken
8. Marienkäfer
9. Europäischer Maiszünsler
10. Fruchtfliege

Seit mehr als einem Jahrhundert werden Monarchfalter ( Danaus plexippus ) intensiv wissenschaftlich untersucht, hauptsächlich wegen ihrer Migrationsgewohnheiten und ihrer schwindenden Population. Monarchen östlich der Rockies wandern jeden Herbst aus den Vereinigten Staaten und Kanada nach Mexiko ein. Zehntausende landen auf ihrem Weg nach Süden oft auf einem einzigen Baum. Aber mit jedem Jahr nimmt ihre Population ab, hauptsächlich aufgrund der Zerstörung von Lebensräumen. Vor nur 20 Jahren reisten eine Milliarde Monarchen aus den USA oder Kanada nach Mexiko. Ihre Zahl ist inzwischen um mehr als 90 Prozent eingebrochen. Infolgedessen haben Wissenschaftler das Verhalten der orangefarbenen und schwarzen Flatterer, ihre Biologie und ihre Umgebung untersucht und versucht, Wege zu finden, um ihre Population zu stärken [Quelle: Gross ].

Wissenschaftler sind besonders besorgt über die Zerstörung der Wolfsmilchfelder, auf denen sich die Monarchen ernähren. Forscher sagen, dass die Zahl der Wolfsmilchpflanzen im Mittleren Westen in den letzten 15 Jahren um 58 Prozent zurückgegangen ist, was mit einem Rückgang der Monarchfalter um 81 Prozent korreliert. Studien zeigen auch, dass die Verwendung von [https://home.howstuffworks.com/question357.htm]Glyphosat-Herbizid Monarch-Eier zerstört, die die Schmetterlinge auf jeder Wolfsmilchpflanze ablegen. Darüber hinaus führt der vermehrte Anbau von gentechnisch verändertem Glyphosat-tolerantem Mais und Sojabohnen zu einer Vernichtung der Wolfsmilchfelder [Quellen: Pleasants und Oberhauser , Gross ].

Kopfläuse ( Pediculis humanus capitis ) sind seit Jahrtausenden eine lästige Kopfkratz-Plage. Die flügellosen, sechsbeinigen, blutsaugenden Insekten leben auf der Kopfhaut der Menschen, weil Nahrung reichlich vorhanden und die Umgebung warm und feucht ist. In den Vereinigten Staaten bekommen jedes Jahr zwischen 6 Millionen und 12 Millionen Kinder im Alter von 3 bis 11 Jahren Läuse [Quelle: CDC ].

Viele Wissenschaftler untersuchen, wie resistent der Käfer gegen verschiedene Behandlungen geworden ist. John Clark, Professor für Umwelttoxikologie und -chemie an der University of Massachusetts in Amherst, fand heraus, dass einige Läuse zu „Superläusen“ mutiert sind. Clark sagt, dass eine spezifische Mutation es Kopfläusen ermöglicht, zwei Insektiziden, Pyrethrinen und Pyrethroiden, zu widerstehen, die in vielen rezeptfreien Behandlungen zu finden sind. Clark schätzt, dass 90 Prozent der Kopfläuse in den Vereinigten Staaten die Mutationen aufweisen [Quelle: Clark ].

Entomologen auf der ganzen Welt verbringen viel Zeit damit, Honigbienen ( Apis mellifera ) zu studieren, dank ihrer entscheidenden Rolle in der Landwirtschaft. Die summenden Käfer sind nicht nur wichtig für die Honigproduktion, sondern auch die Hauptbestäuber von Nutzpflanzen. In den USA tragen alle bestäubenden Insekten rund 24 Milliarden US-Dollar zur Wirtschaft bei. Von dieser Zahl tragen Honigbienen 15 Milliarden Dollar bei, indem sie mehr als 130 Obst- und Gemüsepflanzen bestäuben [Quelle: The White House ]. Die Bienen bestäuben 80 Prozent aller blühenden Pflanzen, was fast 33 Prozent von allem entspricht, was Menschen essen [Quelle: Boland ]. Sie zu verlieren, kann uns alle negativ beeinflussen. Wenn sie aussterben, nehmen Honigbienen die meisten bestäubten Pflanzen mit.

Ein Großteil der Forschung konzentriert sich auf Colony Collapse Disorder (CCD). CCD findet statt, wenn alle (oder fast alle) erwachsenen Bienen in der Kolonie, außer der Königin, aussterben. Niemand weiß genau, warum CCD auftritt, aber Wissenschaftler suchen nach Antworten bei verschiedenen Krankheitserregern, Parasiten und Umweltstressoren.

Abgesehen von der Erntefrage kann das Studium der Biologie, Evolution und Physiologie von Honigbienen Vorteile für die menschliche Gesundheit bringen. Einige Ärzte haben Bienengift zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen und Arthritis verwendet [Quelle: Agriculture Defense Coalition ]. Beispielsweise behandelte der medizinische Direktor des Monmouth Pain Institute in Red Bank, New Jersey, in den 1980er Jahren 108 Arthritis-Patienten zwei Jahre lang mit Bienengift. Dr. Christopher Kim stellte fest, dass sich die meisten Patienten nach 12 Injektionen verbesserten, aber solche Behandlungen erfordern immer noch zusätzliche Studien [Quelle: Downey ].

Die berüchtigten roten importierten Feuerameisen ( Solenopsis invicta ) kamen erstmals in den 1930er Jahren in die Vereinigten Staaten, wahrscheinlich an Bord eines brasilianischen Frachtschiffs [Quelle: National Geographic ]. Seitdem haben sie sich für viele Gemeinden, insbesondere im Süden, als ökologischer Alptraum erwiesen. Sie können ein Tier angreifen und seinen Kadaver innerhalb von Stunden zerlegen. Außerdem sind Feuerameisen Plünderer, die als Gruppe angreifen und stechen. Ihr Gift ist giftig und brennt. Die Ameisen sind durch viele Staaten marschiert und haben Ökosysteme verwüstet, indem sie den Boden der Vegetation beraubt und bestimmte Arten aus dem Gebiet ausgerottet haben. Allein in Texas sind rote Feuerameisen jedes Jahr für Schäden in Höhe von schätzungsweise 1,2 Milliarden Dollar verantwortlich [Quelle: TAMU ].

Die Forscher konzentrieren sich auf die Eliminierung und Bekämpfung des Schädlings durch genetische, chemische und nichtchemische Mittel. Eine Studie untersuchte sogar, ob Hausmittel wie Kaffeesatz, Zimt, Limonade oder Cayennepfeffer auf dem Boden die Ameisen abwehren können. Das Fazit? Weitgehend nutzlos, es sei denn, Sie haben, wie ein Entomologe feststellte, die Ameisen tatsächlich mit Sodawasser ertränkt [Quelle: Williams ].

Baumtötende Insekten verdienen eine eigene Kategorie. Bergkiefernkäfer ( Dendroctonus ponderosae ), Smaragd-Eschenbohrer ( Agrilus planipennis ), Schwammspinner ( Lymantria dispar ) und mehr verwüsten die Wälder der Welt, weshalb Wissenschaftler ernsthafte Zeit damit verbringen, ihr Verhalten und ihre Biologie zu studieren. Im Jahr 2012 überraschte der Emerald Ash Borer, ein Käfer, der nicht ganz so groß wie ein Penny ist, Connecticut, indem er Löcher bohrte und Eier in die Eschen des Bundesstaates legte. Die Käfer töteten Tausende von Bäumen, während sie sich in jedem Stadium der Larvenentwicklung durch sie fraßen [Quelle: DEEP ].

Im Laufe der Jahre hat der Schwammspinner im Osten Millionen von Hartholzbögen entblättert. In Kalifornien hat sich der winzige polyphage Schrotbohrer (einer der Ambrosia-Käfer) allen Ausrottungsbemühungen widersetzt. Sie fressen das Holz des Baumes nicht. Stattdessen bohren sie Tunnel und deponieren dann Pilzsporen, die sie später ernten, um ihre Larven zu füttern. Der Pilz breitet sich aus und tötet den Baum. Es ist schwierig, den Bohrlochbohrer mit Pestiziden zu töten, weil der Baum das Insekt vor der tödlichen Chemikalie schützt. Wissenschaftler untersuchten sogar, ob Sexualpheromone sie herauslocken könnten [Quelle: Khan ].

Die meisten Studien zu diesen und anderen baumtötenden Schädlingen konzentrieren sich auf die Ausrottung. Forscher der Northern Arizona University untersuchten beispielsweise, wie Geräusche Armeen von Borkenkäfern stoppen könnten, die im Westen Kiefern verwüstet haben. Obwohl Queen, Guns N' Roses und die rückwärts gespielte Stimme von Rush Limbaugh die Käfer kaum aufhalten konnten, reichten Aufnahmen der eigenen Geräusche des Käfers aus. Sobald sie ihr eigenes Geräusch hörten, hörten die Käfer auf, sich zu paaren, zu graben und zu fressen. Einige flohen. Einige töteten sich gegenseitig [Quelle: McKinnon ].

Jahrhundertelang nutzten die Menschen Maden für medizinische Zwecke. Die Käfer halfen, Verletzungen zu reinigen und Infektionen zu verhindern. Die unansehnlichen Viecher waren gut darin, was sie taten, weil sie sich nur von totem Gewebe ernährten. Als Antibiotika aufkamen, wurden Maden in den Mülleimer der Geschichte verbannt. Jetzt nimmt die Verwendung von Maden in der modernen Medizin jedoch zu. Tatsächlich hat die US-amerikanische Arzneimittelbehörde Federal Drug Administration ihre Verwendung als „Medizinprodukt“ bereits im Jahr 2004 genehmigt. Eine 2013 veröffentlichte Studie kam zu dem Schluss, dass Maden totes Gewebe nach einer Operation besser entfernen können als ein Arzt mit Skalpell und Schere. Eine andere Studie zeigte, dass Madensekrete einige Krankheitserreger bekämpfen, was helfen kann, Infektionen zu stoppen [Quelle: Arnold ].

Außerdem haben forensische Entomologen ein Faible für Maden und ausgewachsene Fliegen. Da Fliegen die ersten Käfer sind, die ankommen, wenn ein Körper beginnt, sich zu zersetzen, ist es wichtig herauszufinden, welche Art sich auf einem Körper niederlässt und seine Eier legt. Verschiedene Arten von Fliegen erscheinen zu unterschiedlichen Zeiten und wachsen unterschiedlich schnell. Zu den ersten, die sich auf einem Körper zeigen, gehören Schmeißfliegen und Fleischfliegen. Je länger sich ein Körper zersetzt, desto mehr Fliegen erscheinen [Quelle: Lee ].

Man könnte meinen, dass es nach etwa 350 Millionen Jahren nichts mehr über die Kakerlake (Blattodea-Ordnung) zu lernen gäbe. Nicht so. Wissenschaftler studieren sie ständig. Sie studieren ihre Taxonomie, Biologie und Ökologie. Sie beobachten, wie sie sich verhalten und was sie essen. Forscher betrachten ihre Genitalien, Analplatten und Bauch.

Eine Studie, die 2007 von Forschern der Vanderbilt University durchgeführt wurde, konzentrierte sich darauf, wie die Käfer lernten. Die Forscher brachten einzelnen Kakerlaken bei, Pfefferminze, die die Käfer normalerweise hassen, der Vanille vorzuziehen, die sie normalerweise mögen. Wissenschaftler trainierten die Insekten in einem 24-Stunden-Zyklus. Sie lernten, dass diejenigen, die nachts trainierten, ein besseres Gedächtnis hatten als diejenigen, die morgens trainierten. Wissenschaftler stellten fest, dass das Gedächtnis der Kakerlake eng mit ihrem circadianen Zyklus verbunden ist, der allgemein als biologische Uhr bekannt ist [Quelle: Vanderbilt University ]. Eine andere Studie entdeckte, dass Kakerlaken, wenn sie isoliert wurden, zu Eingeschlossenen wurden. Sie blieben gerne zu Hause. Sie aßen auch weniger und konnten nicht sagen, wann ein Weibchen sich paaren wollte [Quelle: Lihoreau et al. ].

Wann haben Sie das letzte Mal einen Marienkäfer (Familie Coccinellidae) verscheucht oder auf seinen Hintern getrampelt? Die Chancen stehen gut, niemals. Die meisten Menschen lieben Marienkäfer. Mit 5.000 Arten gibt es viel zu lieben. Ihre farbenfrohen Kuppeln machen sie zu den bekanntesten Insekten in freier Wildbahn. North Dakota hat den Marienkäfer sogar zum Staatsinsekt erklärt. Doch niemand liebt den Käfer mehr als die Landwirte. Marienkäfer sind herzhafte Esser, die Blattläuse (Pflanzenläuse), Milben und andere erntezerstörende Schädlinge fressen. Nicht alle Marienkäfer sind jedoch nützlich. Viele Arten fressen selbst Pflanzen. Der Mexikanische Bohnenkäfer vernichtet Bohnen. Der Kürbiskäfer frisst, Sie haben es erraten, Kürbis [Quelle: National Geographic ].

Wissenschaftler untersuchen Marienkäfer aus verschiedenen Gründen, beispielsweise um herauszufinden, warum einige häufige Arten selten werden. Andere Wissenschaftler experimentieren damit, wie Marienkäfer Pestizide ersetzen können. In Japan züchteten Forscher Marienkäfer, die nicht fliegen, damit Landwirte sie als nicht-chemisches Biopestizid verwenden können. Wissenschaftler brauchten 30 Generationen, um die Käfer zu züchten, die auf der Pflanze bleiben und andere Käfer verschlingen. Der nicht fliegende, käferfressende Marienkäfer hat den Schaden an Japans Senfspinaternte um 90 Prozent reduziert [Quellen: Hellmann ].

Der mottenähnliche Maiszünsler ( Ostrinia nubilalis ) ist eines der am besten untersuchten Insekten, von denen Sie noch nie gehört haben. Der Europäische Maiszünsler, der erstmals 1917 in Boston identifiziert wurde, kam in die Vereinigten Staaten, als er per Anhalter auf Mais aus Ungarn und Italien fuhr. Seitdem hat es sich als Schädling in den östlichen Vereinigten Staaten und Kanada etabliert. Der Maiszünsler ist gelb und braun gefärbt und hat eine Flügelspannweite von etwa einem Zoll. Seine Larven ernähren sich gerne von den Blättern verschiedener Feldfrüchte, insbesondere von Mais.

Die Kosten für die Bekämpfung des Maiszünslers und der von ihm verursachten Schäden betragen ungefähr 1 Milliarde US-Dollar pro Jahr. Wissenschaftler wollen vor allem wissen, wie die Ausbreitung des Virus gestoppt oder bewältigt werden kann. Sie untersuchen die Paarungsgewohnheiten und die Ernährung des Käfers sowie die Art und Weise, wie er sich ausbreitet. Ein Teil ihrer Forschung konzentriert sich auf die Verwendung von gentechnisch verändertem Mais, der ein insektizides Protein aus dem Bakterium Bacillus thuringiensis produziert . Dieses Protein schützt die Pflanzen vor dem Insekt [Quellen: Penn State , Bessin ].

Perhaps no bug, not even the mosquito, is as widely studied as the fruit fly (Drosophila melanogaster). Scientists have poked at the fruit fly for more than 100 years. They've been able to learn about genetics and how to treat certain diseases including amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Parkinson's, Alzheimer's and Huntington's disease.

Fruchtfliegen sind gut verstanden und werden als Ersatz für Menschen verwendet. Das liegt daran, dass wir 75 Prozent unserer Gene mit den Fliegen teilen. Hunderte von Labors in den Vereinigten Staaten widmen sich der Fruchtfliegenforschung. Wissenschaftler interessieren sich nicht nur für das Erbgut des Käfers, sondern auch für seine Biologie. Außerdem ist es einfach, mit ihnen zu arbeiten, und Wissenschaftler können Millionen von ihnen aufbewahren, ohne viel Platz zu beanspruchen. Das können sie mit einer Ratte oder Maus nicht machen [Quellen: Jolly , University of North Carolina ].

Anmerkung des Autors: 10 Insekten, die wir gerne studieren

Während ich dies schreibe, verunreinigen die Leichen asiatischer Marienkäfer meinen Büroteppich. Sie haben hier wenig zu essen und sterben innerhalb weniger Tage. Warum der Befall? Die Wissenschaft hat eine Antwort geliefert. Mein Haus ist gelb, und als solches dient es als Leuchtfeuer für die Käfer. Studien zeigen, dass asiatische Marienkäfer helle Oberflächen und den sonnigen Teil eines Gebäudes mögen, weshalb ich sie jedes Frühjahr aufsaugen muss, wenn sie anklopfen. Ich bin froh, dass es keine Kakerlaken sind.

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