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Schmetterlinge
Dieser Artikel befasst sich mit der Insektengruppe der Schmetterlinge; zu anderen Bedeutungen von Schmetterling(e) siehe Schmetterling (Begriffsklärung).
Kolorierter Stich mit forstschädlichen Schmetterlingen von Tieffenbach aus Ratzeburgs „Die Waldverderbnis“ (1866)
komplette Systematik der Schmetterlinge
Die Schmetterlinge
(Lepidoptera) oder Falter
(Coleoptera) die artenreichste Insekten-Ordnung. Jährlich werden etwa 700 Arten neu entdeckt. Schmetterlinge sind auf allen
Kontinenten außer der bilden mit mehr als 180.000 beschriebenen Arten in 127 Familien und 46 Überfamilien nach den KäfernAntarktis verbreitet. In sind sie mit etwa 4.000 Arten vertreten. In Deutschland sind es 3700 Arten Mitteleuropa
Cethosia cyane
Der deutsche Name „Schmetterling“, 1501 erstmals belegt, kommt vom ostmitteldeutschen Wort Schmetten
(das heißt Schmand, Rahm, vgl. tschechisch smetana
), von dem
einige Arten oft angezogen werden. Im Aberglauben galten Schmetterlinge gar als Verkörperung von Hexen, die es auf den Rahm abgesehen hatten, worauf auch frühere landschaftliche Bezeichnungen für Schmetterlinge wie Milchdieb
, Molkenstehler
oder ähnliche hindeuten. Die englische Bezeichnung butterfly
weist in dieselbe Richtung und entspricht dem
regional gebräuchlichen Buttervogel
, da die Tiere beim Butterschlagen angelockt wurden. Örtlich existierten aber auch verschiedene weitere Bezeichnungen; neben den oben schon genannten Wörtern beispielsweise
westfälisch Schmandlecker
(von Schmand), bayerisch Müllermaler
, hessisch Lattichvogel
(von Lattich), schlesisch,
siebenbürgisch und schweizerisch „Sommervogel“ (gleichbedeutend dem dänischen sommerfugl
).
Das Wort Schmetterling
setzte sich erst in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts allgemein durch. Bis dahin wurde diese Insektenordnung nach Rösel von Rosenhof (1749) noch „Tagvögel“ (für Tagfalter) oder „
Nachtvögel“ (für Nachtfalter) genannt. Der Begriff Falter
hat nichts mit falten
(der Flügel) zu tun, sondern kommt von flattern
– althochdeutsch fifaltra
(altenglisch fifealde
) – wobei die Verdopplung die schnelle Bewegung der Flügel zum Ausdruck
bringt. Im Italienischen heißen die Tiere farfalla
, und die urverwandte Bildung in Latein heißt papilio
, von dem auch das französische Wort papillon
abgeleitet ist. Das altgriechische Wort für Schmetterling war ψυχ® psyche
, gleichbedeutend mit „Hauch, Atem, Seele“.
Die wissenschaftliche Bezeichnung Lepidoptera
heißt Schuppenflügler und kommt aus dem Griechischen: λεπ¯ς
= Schuppe, πτερÌν
=
Flügel (lepis-pteron).
Merkmale der Imagines
Atlasspinner (Attacus atlas
)
Der Körperbau der Imagines entspricht bei den Schmetterlingen dem Grundbauplan praktisch aller anderen Insekten: Sie besitzen ein äußeres Skelett aus Chitin, mehrere Chitinplatten sind in Ringen angeordnet und durch Gelenkhäute beweglich verbunden.
Auch die Beine und die Fühler bestehen aus solchen Ringen. Unterteilt wird der Körper in Kopf (Caput), Brust (Thorax) und Hinterleib (Abdomen). Beim Kopf der Schmetterlinge sind die Fühler, die Augen und bei den meisten Arten die Mundwerkzeuge mit
dem Saugrüssel sehr auffällig, am Thorax sind die meist großen und sehr zarten Flügel aufgehängt, welche die gesamte Gestalt der Falter dominieren.
Schmetterlinge erreichen eine Körperlänge (ohne Flügel gemessen) von 1,5 bis 100 Millimetern. Als größter Schmetterling gilt der Eulenfalter Thysania agrippina
aus Südamerika. Diese Falter erreichen
Flügelspannweiten von 25 bis 30 Zentimetern. Der Königin-Alexandra-Vogelfalter (Ornithoptera alexandrae
) ist mit Spannweiten von 20 bis 28 Zentimetern der größte Tagfalter. Die kleinsten Falter sind
Angehörige der Schopfstirnmotten (Tischeriidae), die Arten mit einer Flügelspannweite von nur 1,5 bis 2 Millimetern beinhalten. Als Falter mit der größten Flügelfläche gilt der Atlasspinner (Attacus atlas
)
aus Südostasien.
Fühler
Verschiedene Fühlertypen der Tagfalter
Der Bau der Fühler kann sehr unterschiedlich sein und ist oft ein Charakteristikum der jeweiligen Schmetterlingsfamilie. Es gibt fadenförmige, gekeulte (die fadenförmig sind und am Ende eine Verdickung aufweisen), gesägte (die auf einer Seite
abstehende Fortsätze haben) und gekämmte Fühler (die diese auf beiden Seiten tragen), zusammen mit allen möglichen Übergängen. Die Fühler sind bei den Geschlechtern oft unterschiedlich gebaut, in diesen Fällen sind sie bei den Männchen viel stärker
ausgeprägt. Mit ihren Fühlern können die Schmetterlinge riechen, manche auch tasten, schmecken und Temperaturen wahrnehmen. Die Reizaufnahme erfolgt durch kleine Härchen, die auf den Fühlern verteilt sind. Durch gesägte oder gekämmte Fühler wird die
Oberfläche stark vergrößert, was den Geruchssinn erheblich verbessert. Männchen können dadurch die von paarungsbereiten Weibchen abgegebenen Pheromone auf große Distanz wahrnehmen. Dies ist vor allem bei Faltern wichtig, die in sehr zerstreuten
Populationen leben und deswegen nicht durch Zufall aufeinander stoßen. Die Weibchen erriechen mit ihren Fühlern die richtigen Raupennahrungspflanzen.
Mundwerkzeuge
REM-Aufnahme eines Schmetterlings-Rüssels
(Nymphalidae)). Auf den Palpen finden sich Tast- und Riechorgane. Näheres wird im Artikel Die Mundwerkzeuge der Schmetterlinge sind im Vergleich zu anderen Insekten sehr spezialisiert und abgewandelt. Ihre Mandibeln (Oberkiefer) sind stark
verkümmert, nur bei der Familie der Urmotten (Micropterigidae) werden diese noch als Beißwerkzeuge verwendet. Bei den meisten Schmetterlingen bilden die Unterkiefer (Maxillen) zwei flexible Halbröhrchen, die über Falznähte verbunden sind. Dadurch
wird zwischen den beiden Röhrchen das Saugrohr gebildet, mit dem die Falter ihre Nahrung aufsaugen können. Diese kann nur flüssig sein. Nahezu alle Schmetterlinge ernähren sich von Blütennektar, Pflanzensäften und anderen nährstoffreichen
Flüssigkeiten. In Ruhestellung wird der Saugrüssel unter dem Kopf eingerollt. Neben den veränderten Maxillen verfügen die Schmetterlinge über Maxillarpalpen, die zurückgebildet sind, sowie Lippentaster (Labialpalpen), die bei manchen Arten
verlängert und groß ausgebildet sind (z. B. bei der Unterfamilie Libytheinae der EdelfalterSaugrüssel (Schmetterling) behandelt.
[2]
(Sphingidae) haben die längsten Rüssel. Bei einer in den Die Länge des Rüssels ist je nach Art sehr unterschiedlich. Die SchwärmerSubtropen lebende Schwärmerart Amphimoea walkeri
eindringen. Der Rüssel des
beträgt die Rüssellänge 280 Millimeter; bis jetzt ist noch keine andere Schmetterlingsart entdeckt, die diese Länge übertrifft. Damit können sie in die besonders engen Blütenhälse von Orchideen (TotenkopfschwärmersAcherontia atropos
) ist dagegen sehr kurz, aber sehr kräftig gebaut. Mit ihm können die Tiere bereits verdeckelte Bienenwaben aufstechen und aussaugen, zusätzlich können sie mit ihm Pfeiftöne erzeugen.
(Saturniidae) oder den Bei einigen Schmetterlingsarten, wie z. B. bei den PfauenspinnernGlucken (Lasiocampidae) ist der Rüssel gänzlich zurückgebildet. Ihre einzigen Mundwerkzeuge sind die unpaare Unterlippe () mit den Labialpalpen. Damit
können sie aber keine Nahrung aufnehmen. Diese Tiere sterben schon bald nach der Paarung. Ihr eigentliches Leben spielt sich im Stadium der Raupe ab.Labium
Die Augen sind wie bei anderen Insekten als Facettenaugen ausgebildet. Diese bestehen aus bis zu 6.000
kleinen Einzelaugen (Ommatidien). Neben diesen haben viele Schmetterlingsarten zusätzlich ein Paar Einzelaugen (Ocellen), mit denen sie ihren Tag-Nacht-Rhythmus steuern. Im Gegensatz zu den Tagfaltern besitzen die Nachtfalter, die großen
Helligkeitsunterschieden ausgesetzt sein können, Pigmentzellen in ihren Augen, mit denen sie die einfallende Lichtintensität regulieren können. Sie sind kurzsichtig, da sie bedingt durch die Facettenaugen nicht akkommodieren, also die Sehschärfe
nicht dem Objektabstand anpassen können. Hinzu kommt, dass sie durch die Facetten auch nur „pixelig“ sehen. Sie besitzen aber ein großes Gesichtsfeld und reagieren gut auf Bewegungen. Die Falter haben auch eine andere Farbempfindlichkeit als der
Mensch. Sie erkennen keine roten Farben, dafür sind sie im Ultraviolettbereich empfindlich. Speziell die Nachtfalter werden von UV-Lampen angezogen. Mit ihren Augen können Schmetterlinge etwa 200 m weit sehen und sich auf ein in diesem
Abstandsbereich befindliches Flugziel hinbewegen.
Brustabschnitt (Thorax)
Brust und Thoraxbereich von Heliconius
sp
Der Thorax besteht aus drei ringförmigen Teilen (Prothorax, Mesothorax und Metathorax), welche die gesamten Bewegungsorgane der Tiere umfassen. Auf jedem Segment ist ein Beinpaar platziert. Bei vielen Tagfaltern ist das erste Beinpaar zurückgebildet
und wird mit seinen Putzspornen nur zur Reinigung verwendet. Die Beine bestehen aus Hüfte (Coxa), Schenkelring (Trochanter), Schenkel (Femur), Schiene (Tibia) und Fuß (Tarsus). Der Fuß besteht wiederum aus fünf Gliedern, am letzten Glied sind Klauen
zum Festhalten ausgebildet. Bei manchen Faltern befinden sich auf den Tarsen Sinnesorgane, mit denen sie schmecken können. Die Beine der Olivbraunen Zünslereule (Zanclognatha tarsipennalis
) tragen Dornen und
große Haarbüschel, die vermutlich dazu dienen, Duftstoffe zu verteilen. Auf den beiden hinteren Segmenten des Thorax sitzen die beiden Flügelpaare.
(Arctiidae), sind auch im Schmetterlinge sind in der Lage zu hören. Ihre Ohren (Tympanalorgane) befinden sich entweder im hinteren Bereich des Thorax oder am Abdomen in einer von einer dünnen Membran bedeckten Grube. Diese Membran funktioniert
ähnlich wie das menschliche Trommelfell. Evolutionär weit entwickelte Nachtfalter, wie beispielsweise Eulenfalter (Noctuidae) oder BärenspinnerUltraschallbereich sensibel, da ihre Hauptfeinde, die , diese Signale zur Ortung nutzen. Wird ein
Ortungston empfangen, lassen sich die Falter im Flug fallen, um der Erbeutung zu entgehen. Bärenspinner können sogar Ultraschallgeräusche abgeben. Da viele von ihnen giftig sind, assoziieren Fledermäuse diese Geräusche mit Ungenießbarkeit und lassen
von den Faltern ab.Fledermäuse
Flügel von Heliconius ismenius
Flügel
Die Flügel sind bis auf wenige Ausnahmen die eigentlichen Bewegungsapparate der Falter. Die Vorder- und Hinterflügel sind einzeln aufgehängt, werden aber im Flug mitunter durch besondere Mechanismen miteinander gekoppelt. Bei den meisten Tagfaltern
fehlt aber eine solche Verbindung. Über die Flügel, zwischen einer oberen und einer unteren Membran, verlaufen die Flügeladern. Diese werden nach dem Schlüpfen, wenn die Flügel noch schlaff und unbeweglich sind, mit einer Blutflüssigkeit gefüllt.
Danach können die Flügel trocknen, und diese Adern verlieren ihre Funktion. Die Flügel sind auf der Ober- und Unterseite mit Schuppen bedeckt. Zudem ist bei den meisten Schmetterlingen der gesamte Körper beschuppt. Diese Schuppen sind abgeflachte,
artspezifische Haare, die dachziegelartig auf den Flügeln liegen und so die Flügeladern verdecken.
Da die Flügel für die Bestimmung von Schmetterlingen besonders wichtig sind, und oft nur geringe Unterschiede zwischen verschiedenen Arten bestehen, werden die Flügel in Regionen aufgeteilt und die Adern der Flügel und die daraus gebildeten Zellen
nummeriert. Als Beispiel werden die Flügel eines Tagfalters beschrieben: Die Regionen verlaufen vom Flügelansatz zur Spitze, wobei jeder der Vorder- und Hinterflügel in vier Regionen aufgeteilt wird. Die Adern werden auf den Vorderflügeln von eins
bis zwölf nummeriert beginnend von hinten mit eins, die parallel zum Innenrand verläuft. Auf den Hinterflügeln befinden sich nur neun durchgängige Adern, teilweise gibt es aber auch eine zehnte. Die Flächen, die dabei von den Flügeladern begrenzt
werden, nennen sich Zellen bzw. Mittel- oder Diskoidalzellen. Näheres zu den Flügeln findet sich im Artikel Flügel (Schmetterling).[4]
Schmetterlinge sind oft auffällig gefärbt. Die Färbung entsteht einerseits durch Pigmente, andererseits durch spezielle Oberflächenstrukturen (auch Strukturfarben genannt), die Lichtbrechungseffekte verursachen. Die einzelnen Schuppen sind immer nur
einfarbig. Ihre Form variiert dagegen stark. Die häufigste Form ist die schildförmige mit drei bis fünf Spitzen und einem in einer Vertiefung verankerten schmalen Stiel am Ende. Andere sind lanzenförmig oder kreisrund. Manche Schuppen, die dann
meist in Feldern nebeneinander liegen und mit Haarbüscheln versehen sind, ermöglichen das Aussenden von Gerüchen durch Poren. Diese Duftschuppen (Androkonien) erleichtern den Geschlechtspartnern das gegenseitige Auffinden. Die Schuppen sind nicht
für das Fliegen notwendig. Bei den Glasflüglern (Sesiidae) sind große Bereiche der Flügel anfangs noch lose beschuppt, werden aber beim ersten Flug durch den Verlust der Schuppen durchsichtig und glasklar.
Bei den Weibchen mancher Arten, sehr selten auch bei den Männchen, sind die Flügel komplett zurückgebildet. Sie können sich nur laufend fortbewegen. Dies ist beispielsweise bei den Echten Sackträgern (Psychidae) der Fall. Auch bei den Spannern
(Geometridae) gibt es Arten mit verkürzten Flügeln.
Neben den „normal“ gefärbten kann es auch Exemplare derselben Art geben, die komplett anders gefärbt sind. Sie werden Aberrationen oder Morphen genannt. Meistens handelt es sich hierbei um dunklere bis komplett schwarze Exemplare. In früheren Zeiten
wurden für die verschiedenen Färbungsvarianten einer Art eigene Namen geprägt, nach heutiger Auffassung haben diese Namen aber keinerlei nomenklatorische Relevanz.
Hinterleib (Abdomen)
Das Abdomen besteht aus zehn gleichförmig gestalteten Segmenten, die mit artspezifisch gefärbten Schuppen bedeckt sind. Im Abdomen finden sich die lebenserhaltenden Organe, ein schlauchförmiges Herz, das Nervensystem, der Verdauungstrakt und die
Geschlechtsorgane sowie verschiedene Drüsen, die vor allem Duftstoffe produzieren. Die Geschlechtsorgane sind artspezifisch gebaut und deshalb für die Bestimmung sehr wichtig. Außen trägt das Männchen einen Klammerapparat, um das Weibchen während
der Paarung festzuhalten. Das Weibchen ist mit einer Legeröhre (Ovipositor) ausgestattet. Bei manchen Arten besitzen die Weibchen am Ende des Hinterleibs Haarbüschel, die über den Eigelegen zur Tarnung abgestreift werden können. Andere Arten weisen
Dornen auf, die beim Berühren Gift absondern.
Innerer Aufbau
Das röhrenförmige Herz pumpt in einem einfachen Kreislauf das Blut (Hämolymphe), das um die Organe herumfließt, durch den Körper. Das Blut transportiert Nährstoffe im Körper, aber keinen Sauerstoff bzw. Kohlendioxid. Der Gasaustausch erfolgt über
Tracheen, die mit ihrem verzweigten Rohrsystem alle Organe mit Sauerstoff versorgen, der durch seitliche Öffnungen (Stigmen) in den Körper gepumpt wird. Der maximale Transportweg ist bei diesem Atmungssystem begrenzt, was auch der Grund ist, warum
Schmetterlinge und Insekten allgemein in ihrem Größenwachstum beschränkt sind.
ausgeschieden. Wie schon erwähnt gibt es nicht nur Schmetterlinge, die keine Nahrung zu sich nehmen und deren Verdauungssystem nutzlos ist, sondern auch solche, die überhaupt kein Verdauungssystem mehr aufweisen, wie es bei manchen miteinander
strickleiterartig verbunden sind. Am vorderen Ende des Abdomens führen die Stränge um den Darm herum und verbinden sich mit den Kopfganglien des Das Nervensystem befindet sich auf der Unterseite unterhalb des Darms. Es besteht aus zwei parallel
laufenden Nervensträngen, die durch GanglienGehirns, bestehend aus dem und dem Unterschlund-Oberschlundganglion. Diese beiden Nervenabschnitte sind voneinander unabhängig. Das bedeutet, dass der Körper noch arbeiten kann, obwohl das Gehirn bereits
tot ist. Das Verdauungssystem beginnt mit einem muskulösen Rachen (Pharynx), der die Nahrung vom Mund in die Speiseröhre (Ösophagus) pumpt. Diese ist als Rohr ausgebildet, die in den Nahrungsspeicher führt. An diesen schließt der Mitteldarm an, in
dem Nährstoffe in das Blut aufgenommen werden. Darauf folgt der Enddarm. Dort sowie von den zwei röhrenförmigen Nieren (Malpighische Gefäße) werden Stoffwechselprodukte aus den Organen aufgenommen und über den AfterPfauenspinnern der Fall ist
verbunden, der zum Die inneren Geschlechtsorgane bestehen bei den Männchen aus zwei über dem Darm liegenden Hoden, die bei vielen Arten zusammengewachsen sind. Sie sind durch schmale Röhren (Vasa deferentia) mit dem Ductus ejaculatoriusAedeagus
führt, der als fungiert und die PenisSpermien in das Weibchen überträgt. Meistens werden die Spermien aber in einer Blase mit härterer Hülle (Spermatophore) gespeichert und übertragen. Die Weibchen haben zwei Eierstöcke (Ovarien), die mit je vier
Schläuchen verbunden sind, in denen die Eier gebildet werden.