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News: Pfeifen auf dem letzten Loch?

Viele Insekten besitzen ein äußerst bizarres oder farbenfrohes Aussehen. Ein vermeintlich unscheinbarer Vertreter unter ihnen fällt jedoch mit einem anderen Kunststück aus dem Rahmen: der "einseitigen Lochatmung".
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Heiße, flimmernde Luft liegt über der Savanne. Kein Bewohner dieser unwirtlichen Gegend hält sich tagsüber länger in der Gluthitze auf, als unbedingt nötig. Wasser ist kostbar, daher wird nicht der kleinste Tropfen verschenkt: Selbst ihren Ausscheidungen entziehen die Tiere vorher so viel Wasser wie möglich und kompensieren damit das knappe Angebot des lebensnotwendigen Elements.

Keine gute Ausgangssituation allerdings für einen Bewohner dieses Trockengebiets, der ausschließlich mit solchen Überresten auskommen muss. Gemeint ist der afrikanische Mistkäfer Circellium bacchus – fleißiger Abfallverwalter und sanitärer Dienstleister auf sechs Beinen. Da die trockene Hinterlassenschaft anderer seine Lebensgrundlage darstellt, hat das Insekt jedoch Tricks entwickelt, um das spärliche, mit dem Dung aufgenommene Wasser nicht ungewollt – beispielsweise über die Atemluft – wieder zu verlieren.

Insekten "atmen" über kleine, verschließbare Öffnungen – so genannte Stigmen. An sie schließen sich reich verzweigte und untereinander vernetzte Röhrensysteme – die Tracheen – an, mittels derer die Luft in das Innere der Sechsbeiner diffundiert. Bei größeren und überaus aktiven Insekten wie dem afrikanischen Mistkäfer kann sie sogar mit Hilfe von Blasebalg ähnlichen Säcken durch das Atemsystem hinein- sowie auch wieder herausgepumpt werden.

Die Tiere atmen die mit Feuchtigkeit angereicherte Luft am Rücken wieder aus. Damit das kostbare Nass jedoch nicht unkontrolliert verloren geht, bilden die versiegelten und gepanzerten Deckflügel einen feuchtigkeitsspeichernden Hohlraum, der die verbrauchte Luft auffängt. Über ein einzelnes Auslassventil am Hinterende dieser Speicherkammer schicken die Insekten – unterstützt von den bewegungsabhängigen Luftsackpumpen – so die Atemluft in einer Art Einbahnstrasse durch ihren Körper.

Marcus Byrne und Frances Duncan von der University of the Witwatersrand in Südafrika faszinierte der Dung-verspeisende Käfer so sehr, dass sie die Atmung dieses Überlebenskünstlers genauer untersuchten. Dafür klebten sie ihrem Versuchsobjekt Probenröhrchen auf einzelne, ausgewählte Stigmen und fingen so die Atemgase auf. Nach Auswertung der Proben stellte sich jedoch heraus, dass der afrikanische Mistkäfer einen bislang bei Insekten unbeobachteten und höchst eigenwilligen Atemstil praktiziert.

Demnach macht Circellium bacchus – zumindest in der Ruhephase – "alle Schotten dicht", das heißt der Käfer schließt sämtliche Atemporen – bis auf eine einzige. Ausschließlich durch dieses, auf der rechten Seite seines Körpers liegende Stigma bewerkstelligt der Käfer nach Angaben der Forscher seine Atmung. Überraschenderweise stößt er jedoch auch seine verbrauchte Luft aus dieser Öffnung hinaus.

Damit zweifeln Byrne und Duncan die Hypothese an, dass die wasserspeichernde Deckflügelkammer vieler Insekten für eine optimale Effizienz auf unidirektionalem Wege von der Atemluft durchströmt werden muss, und zwar von der vorderen zur hinteren Körperhälfte der Tiere. Doch wie diese sackgassenartig anmutende Atmung von Circellium bacchus dem Käfer hilft, Wasser zu sparen, ist in den Augen der Forscher ein Rätsel, das es in Zukunft zu klären gilt.

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