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Insekten: Strukturwechsel hält Schmetterlingsrüssel sauber

Tropfen auf Saugrüssel

Schmetterlinge leben in einem Dilemma: Um möglichst effektiv ihre Nahrungsflüssigkeiten aufsaugen zu können, sollten ihre Mundwerkzeuge und ihr Saugrüssel einerseits gut benetzbar, also hydrophil sein. Andererseits erleichtern hydrophobe Oberflächen, dass keine klebrigen Reste daran hängen bleiben. Mit elektronenmikroskopischen Aufnahmen und Laborexperimenten deckten Forscher nun auf, dass die Saugrüssel der Tiere zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften aufweisen.

Saugrüssel unter dem Elektronenmikroskop | Die beiden Halbröhren des Schmetterlingsrüssels werden von feinen Kutikula-Zähnchen zusammengehalten. In der Trinkzone sind diese Zähnchen vergrößert und liegen weit auseinander, so dass Flüssigkeit eindringen kann.

Die Wissenschaftler um Konstantin Kornev von der Clemson University vermaßen an den Saugrüsseln von fünf verschiedenen Schmetterlingsarten, wie sich die Krümmung der Wasseroberfläche ändert, je nachdem, wie tief der Saugrüssel hineingetaucht wird. Dabei zeigte sich eine scharfe Grenze zwischen einer "Trinkzone" mit hydrophilen Eigenschaften und einer darüberliegenden hydrophoben Region. Die Rinnenaußenflächen hingegen waren über ihre gesamte Länge eher wasserabweisend.

Der Saugrüssel von Schmetterlingen besteht aus zwei getrennten Rinnen, die durch feine "Zähnchen" der Kutikula miteinander zur Röhre verknüpft werden. Unter dem Elektronenmikroskop zeigte sich, dass die auf der Oberseite des Saugrüssels liegenden hydrophilen Zähnchen in der Trinkzone aber besonders vergrößert sind und weit auseinanderliegen: Sie erleichtern also das Eindringen von Flüssigkeit.

Chemosensillen | Die elektronenmikroskopische Aufnahme zeigt die Chemosensillen in der Trinkzone eines Saugrüssels. Sie ermöglicht Schmetterlingen womöglich, Flüssigkeitsfilme besser zu nutzen.

Bei Pflanzensaft saugenden Arten fanden die Forscher außerdem an der Saugrüsselspitze ebenfalls hydrophile Chemosensillen. Die von ihnen gebildete bürstenartige Oberfläche könnte es den Tieren erleichtern, Flüssigkeitsfilme besser zu nutzen, vermuten Kornev und Co. Außerdem ist bei diesen Arten der Querschnitt des Rüssels eher elliptisch, wodurch die Flüssigkeit an der Außenseite bei gleichem Umfang weiter emporsteigt. Auch das ermöglicht gerade bei dünnen Flüssigkeitsfilmen, mehr Nahrung aufzunehmen.

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