Der Körperbau der Insekten

Kopf, Brust und Hinterleib: eine erste Landkarte

Bei einem typischen erwachsenen Insekt lassen sich drei Körperregionen erkennen. Der Kopf trägt Mundwerkzeuge, ein Fühlerpaar und Sinnesorgane. In der Brustregion sitzen die drei Beinpaare. Dahinter liegt der gegliederte Hinterleib. Die sichtbaren Regionen bestehen ihrerseits aus Segmenten, die unterschiedlich stark miteinander verbunden sind.

Diese Landkarte hilft beim Hinsehen, ist aber keine Schablone für jede Gestalt. Unter Deckflügeln bleiben Teile eines Käfers verborgen; eine Fliegenlarve zeigt weder die typische Beinausstattung noch die deutliche Gliederung eines erwachsenen Tieres. Für eine Zuordnung gehören deshalb Entwicklungsstadium und weitere Merkmale dazu. Die grundlegende Abgrenzung zu Spinnen und anderen Gliederfüßern erklärt Was sind Insekten?.

Zum Nachlesen: University of Nebraska–Lincoln: Basic Insect Morphology.

Die Körperhülle schützt und ermöglicht Bewegung

Das Außenskelett ist mehr als ein Panzer. Seine Cuticula besteht aus unterschiedlich aufgebauten Schichten; Chitinfasern sind in eine Proteinmatrix eingebettet. Feste Platten schützen und geben Halt. Beweglichere Bereiche zwischen ihnen erlauben, dass Gelenke arbeiten und sich der Körper verformen kann.

Muskeln setzen innen an der Körperhülle und ihren Einstülpungen an. Zieht ein Muskel, verändert er die Stellung eines Körperteils. So wird eine äußere Hülle zum Bestandteil eines Bewegungsapparates. Zugleich begrenzt die Oberfläche Wasserverluste und bildet die Kontaktfläche zur Umwelt. Ein weicher Larvenkörper und ein harter Käferpanzer sind deshalb keine Gegensätze zum gemeinsamen Bauprinzip, sondern unterschiedliche Ausprägungen.

Zum Nachlesen: NC State University: Exoskeleton.

Wachsen heißt, die Hülle zu erneuern

Ein starres Außenskelett kann nicht einfach im gleichen Maß mitwachsen wie das Tier. Während der Entwicklung wird die alte Cuticula durch Häutungen ersetzt. Darunter bildet sich die neue Hülle; nach dem Abstreifen kann sie sich zunächst ausdehnen und anschließend festigen. Das abgestreifte Material heißt Exuvie.

Häutung und Metamorphose hängen zusammen, bezeichnen aber verschiedene Vorgänge. Nicht jede Häutung erzeugt eine grundlegend neue Gestalt. Eine Heuschreckennymphe nähert sich über mehrere Häutungen dem erwachsenen Tier; bei einem Schmetterling liegt zusätzlich ein Puppenstadium zwischen Raupe und Falter. Wer eine leere Hülle an einem Uferhalm entdeckt, sieht möglicherweise die Spur eines solchen Übergangs. Die Seite Metamorphose führt durch diese Entwicklungswege.

Zum Nachlesen: Virginia Tech: Aquatic Insect Biodiversity and Conservation.

Beine und Flügel verändern den Zugang zur Umwelt

Die drei Brustsegmente tragen beim typischen erwachsenen Insekt je ein Beinpaar. An Mittel- und Hinterbrust können außerdem Flügel sitzen. Die Form der Anhänge verrät etwas über ihre Verwendung: Kräftige Hinterbeine unterstützen Sprünge, andere Beine dienen dem Laufen, Graben oder dem Festhalten einer Beute.

Nicht jedes Insekt besitzt Flügel, und nicht jede flügelähnliche Struktur wird gleich genutzt. Bei Käfern schützen verhärtete Vorderflügel die darunterliegenden Hinterflügel. Bei Zweiflüglern sind die Hinterflügel zu Schwingkölbchen umgebildet. Ein bloßes Zählen der sichtbaren Flächen reicht deshalb selten. Für die evolutionäre Geschichte dieser Anhänge öffnet sich ein eigener Raum: die Entstehung des Insektenflugs.

Zum Nachlesen: Nebraska: beschriftete Anatomie verschiedener Insektengruppen.

Aus verwandten Bauteilen werden verschiedene Mundwerkzeuge

Beißende Mundwerkzeuge bearbeiten feste Nahrung. Die Mandibeln können schneiden oder quetschen, weitere Anhänge halten und prüfen das Material. Bei anderen Insekten sind Teile des Mundapparates zu Strukturen umgebildet, die flüssige Nahrung aufnehmen. Ein Saugrüssel ist daher kein völlig unabhängiges Zusatzorgan, sondern das Ergebnis einer langen Veränderung vorhandener Bauteile.

Vergleiche eine Raupe mit dem erwachsenen Falter: Derselbe Lebenszyklus verbindet Tiere mit unterschiedlichen Ernährungsweisen und Mundwerkzeugen. Auch innerhalb einer Gruppe gibt es Ausnahmen. Aus einer sichtbaren Rüsselform allein folgt weder, dass ein Tier Blut saugt, noch welche Pflanzenart es nutzt. Bau und beobachtetes Verhalten ergänzen einander; im Schmetterlingsraum wird diese Verbindung besonders anschaulich.

Zum Nachlesen: NC State University: Mouthparts.

Im Inneren verlaufen mehrere Versorgungssysteme

Ein Darm verarbeitet Nahrung und nimmt verwertbare Stoffe auf. Die Hämolymphe bewegt unter anderem Nährstoffe und Signalstoffe durch einen offenen Kreislauf: Sie bleibt nicht überall in einem geschlossenen Netz von Blutgefäßen eingeschlossen. Ein Rückengefäß unterstützt ihre Bewegung. Offen bedeutet hier eine bestimmte Organisation des Kreislaufs, nicht das Fehlen eines Herzens.

Die Versorgung mit Sauerstoff läuft bei den meisten Insekten vor allem über Tracheen. Diese verzweigten Röhren bringen Atemgase in die Nähe der Gewebe. Atmung und Kreislauf erfüllen somit miteinander verbundene, aber unterscheidbare Aufgaben. Spezialisierte Wasserinsekten erfordern zusätzliche Betrachtung. Die ausführliche Seite Wie Insekten atmen erklärt, weshalb der Vergleich mit unseren Lungen und unserem Blut nur begrenzt trägt.

Zum Nachlesen: NC State University: Circulatory System.

Zum Nachlesen: NC State University: Digestive System.

Nerven verbinden Körper und Wahrnehmung

Eine Berührung muss zunächst registriert und dann verarbeitet werden. Sinneszellen wandeln Reize in elektrische Signale um. Gehirn und weitere Nervenzentren verbinden solche Informationen mit der Steuerung von Bewegungen. Wahrnehmung sitzt dabei nicht ausschließlich im Kopf: Auch an Beinen und anderen Körperteilen liegen empfindliche Strukturen.

Das macht den Bauplan zu einer funktionellen Einheit. Eine Flügelbewegung verändert den Standort, die Augen liefern neue Informationen, Fühler tasten die nächste Oberfläche ab. Aus einem einzelnen Bild lässt sich dieses Zusammenspiel nicht vollständig ablesen. Auf der Seite Die Sinne der Insekten betrachten wir deshalb Reizaufnahme und Verarbeitung getrennt und führen sie anschließend wieder zusammen.

Zum Nachlesen: NC State University: Nervous System.

Den Bauplan am lebenden Tier wiederfinden

Wähle ein ruhig sitzendes Tier und beginne mit großen Formen: Wo endet der Kopf? An welchem Körperabschnitt sitzen die Beine? Liegt über dem Hinterleib eine Flügeldecke? Erst danach lohnt es sich, auf Fühler, Gelenke und Mundwerkzeuge zu achten. Eine Seitenansicht und eine Ansicht von oben beantworten unterschiedliche Fragen.

Lasse das Tier dabei an seinem Platz. Ein verdecktes Merkmal darf unbekannt bleiben; es muss für ein Foto nicht freigelegt werden. Unsere Titelillustration dient der Annäherung, nicht dem exakten Abzählen oder Bestimmen. Zum Weitergehen eignen sich die Gruppenübersicht, die Sinneswelt und der praktische Raum Insekten beobachten und schützen.