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Zerlegen von Mottengenitalien im Namen der Wissenschaft

Es ist kurz nach Sonnenuntergang und ich sitze in einem Lastwagen zwischen den gebleichten weißen Dünen von New Mexikos White Sands National Monument und warte darauf, dass die Dunkelheit vollständig hereinbricht. Ich habe mich hier mit dem Entomologen Eric Metzler auf die Suche nach einigen der vielfältigsten Kreaturen gewagt, die aus diesen Dünen hervorgehen: Motten.

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Sobald es dunkel genug ist, gehen wir zu einer Reihe von schwarzen Lichtern, die wir an eine Wäscheleine gekettet haben, um die stillen Klappen anzuziehen. Unter dem kühlen purpurnen Schein des Aufbaus sehe ich unser erstes Exemplar auf dem Boden auf mich zuflattern.

"Ausgezeichnet!", Sagt Metzler und erkennt die Art sofort. "Das ist Whitesandensis, fantastisch", fügt er hinzu, während er mir ein Glas und Kork reicht, um es zu sammeln.

Seit 2007 sammelt Metzler hier regelmäßig Motten im Auftrag des National Park Service. Metzler, ein pensionierter Entomologe, der noch immer eine Nebenstelle an der Michigan State University und der New Mexico State University innehat, war begeistert, als er im ersten Jahr seines Studiums Protogygia whitesandensis entdeckte - die erste einheimische Mottenart, die jemals in White Sands gefunden wurde. Seitdem hat er erstaunliche 600 Arten gefunden, darunter mehr als 50 völlig neue Arten aus der Wissenschaft, die er in den Nationalen Sammlungen von Smithsonian katalogisiert hat.

Warum eine raue, öde Umgebung, in der es nur 10 Zoll pro Jahr regnet und die zwischen extremen Temperaturen schwankt, solch ungewöhnliche Unterschiede aufweist, ist immer noch ein Rätsel. "Das ist eine enorm hohe Zahl, vor allem in Anbetracht der Unfruchtbarkeit der Landschaft", sagt Metzler. Und viele Entomologen sind nicht besonders motiviert herauszufinden, warum, fügt er hinzu, da es so viel mehr charismatische Insekten gibt, die untersucht werden müssen.

Aber Metzler hat das Ende seiner Karriere darauf angelegt, Hunderte von Motten sorgfältig zu zerlegen, um ihre Entwicklung besser zu verstehen. Metzler, ein selbst beschriebener „Motten-Evangelist“, ist seit seiner Kindheit von diesen flirrenden Insekten fasziniert. Er fing an, Schmetterlinge zu sammeln, wechselte aber zu Motten, als er mit einem Tagjob in der Highschool beschäftigt war und nur nachts sammeln konnte.

"Ich habe festgestellt, dass es sehr viel mehr Motten als Schmetterlinge gibt", sagt er und ist mit 72 Jahren immer noch genauso fasziniert von ihnen. "Mir würden nie die Motten ausgehen."

Wissenschaftler schätzen, dass wir nur 20 Prozent aller Mottenarten auf der Welt kennen, verglichen mit etwa 90 Prozent der geschätzten 20.000 Schmetterlingsarten. Das liegt daran, dass es ungefähr 30 Mal mehr Mottenarten gibt, sagt Robert Robbins, ein Kurator in der Entomologieabteilung von Smithsonian, der die Evolution von Schmetterlingen untersucht. Robbins stimmt auch zu, dass wir weniger über Motten als über Schmetterlinge wissen, nur weil sie nicht so ansprechend sind.

"Im Allgemeinen ist das Bild von Motten, dass sie behaart sind und Ihre Wollpullover fressen", sagt Robbins.

Metzler richtet Lichter und ein weißes Blatt ein, um Motten für die Sammlung zu gewinnen. (Laura Poppick) Das White Sands National Monument besteht aus 275 Quadratmeilen Gipsdünen und ist damit das größte Gipsdünenfeld der Welt und eine extreme Umgebung, in der sich jedes Tier niederlassen kann. (Laura Poppick) Seit 2007 hat Metzler mehr als 600 Arten von Motten im White Sands National Monument entdeckt. (Laura Poppick) Der beste Weg, um zwei Mottenarten voneinander zu unterscheiden, besteht darin, ihre Genitalien zu zerlegen. Oben sind die männlichen Genitalien von Protogygia whitesandensis zu sehen, einer Art, die in White Sands endemisch ist. Der Aedeagus auf der rechten Seite überträgt das Sperma auf das Weibchen. (Eric Metzler) Metzler fängt Motten in Fläschchen ein und lagert sie auf Eis, bis er sie in seinem Labor analysieren kann. (Laura Poppick)

Für das ungeübte Auge sehen viele White Sands-Motten genau gleich aus: Eine Flügelspannweite von etwa 1 Zoll, mit flauschigen grauen Körpern und Flügeln, die die deutlich weiße Farbe der Gipsdünen aufweisen. Für den Fachmann gibt es jedoch Unterschiede. Um sie zu analysieren, stützt sich Metzler auf molekulare Analysen, um die DNA der Motten zu trennen. Er nutzt aber auch die bewährte Methode, um Mottengenitalien zu präparieren - langwierig, aber der beste Weg, Arten visuell voneinander zu unterscheiden.

Durch diese Arbeit ist Metzler zu der Überzeugung gelangt, dass White Sands die größte Vielfalt an einheimischen Motten des Landes aufweisen könnte, die der Vielfalt anderer Tiere auf den Galapagos-Inseln entspricht.

Robbins sagt, dass Metzlers genaue Analyse von White Sands zu unserem begrenzten Verständnis der Mottenentwicklung beitragen könnte. Da sich Motten und Schmetterlinge nicht so gut wie Fossilien erhalten, wissen die Wissenschaftler nicht genau, wie eine „normale“ Entwicklungsrate aussehen sollte. Aber wir kennen die Dünen von White Sands, die sich in den letzten 10.000 Jahren gebildet haben, was bedeutet, dass sich alle in dieser Region endemischen Motten möglicherweise auch innerhalb dieser Zeitspanne entwickelt haben.

„Wenn sich all diese Arten in 10.000 Jahren entwickeln könnten, ist das ziemlich erstaunlich“, sagt Robbins.

Um dieses Phänomen aufzudecken, sitzt Metzler unzählige Stunden am Mikroskop in seinem Heimlabor in Alamogordo, eine halbe Autostunde von White Sands entfernt. (Zu seiner Wertschätzung stört seine Frau Pat nicht die Tausenden von Motten, die er in Gefrierschränken in seiner Garage und in seiner Küche aufbewahrt.) Als ich ihn in seinem Labor begleite, zeigt er mir eine weibliche Motte von der Größe eines Zehennagels, der an einer Nadel befestigt ist und reicht mir eine Folie mit den Genitalien dieser Art.

Ich sehe nur einen fleckigen Fleck. "Es gibt tatsächlich etwas zu diesem Fleck, wenn er vergrößert genug ist", sagt Metzler, als er sich um seinen Stuhl dreht und den Objektträger unter dem Mikroskop anordnet. Wenn ich es mit 40-facher Vergrößerung betrachte, erscheint der Fleck als zartes quallenförmiges Organ, das als Corpus Bursa bezeichnet wird - der Sack, in dem das Weibchen Sperma sammelt. "Wenn man es unter dem Mikroskop betrachtet, ist es sehr attraktiv", sagt Metzler. Ich muss zustimmen.

Wenn alles gut geht, kann Metzler an einem Tag eine Schicht Mottengenitalien herstellen. Zuerst bricht er den Bauch ab und tränkt ihn mit Kaliumhydroxid, einer Zutat in Drano. Dadurch wird das gesamte Weichgewebe aufgelöst, das er mit einem Pinsel wegwischt, wobei nur das Exoskelett und die Geschlechtsorgane zurückbleiben - die einzigen Teile aus dem harten Material Chitin, das auch in menschlichen Fingernägeln und Haaren vorkommt.

Sobald alles übersichtlich angeordnet und auf Dias gefärbt ist, prüft er, ob die Organe eines Mannes und einer Frau mit „Schloss und Schlüssel“ übereinstimmen, was bedeutet, dass sie von derselben Art sind. Dies ist jedoch für menschliche Augen nicht immer erkennbar. Wenn er eine Art nicht anhand des Orgel- oder Flügelmusters identifizieren kann, konsultiert er seine Bibliothek und sendet Bilder an Kollegen. Wenn er immer noch ratlos ist, schickt er eine Beinprobe zur molekularen Analyse an die University of Guelph in Ontario - das größte Mottenlager in Nordamerika.

Entomologen sind sich nicht einig, was eine bestimmte Mottenart ausmacht, sagt Robbins, und einige argumentieren, dass Metzlers Motten nicht alle verschieden sind. Nach allgemein anerkannten Maßstäben mit unterschiedlichen Genitalien und molekularen Strichcodes sind die 600 verschiedenen White Sands-Motten jedoch unterschiedliche Arten. "Normalerweise handelt es sich um verschiedene Arten, und niemand hat damit gerechnet, bevor [Metzler] dorthin gezogen ist", sagt Robbins.

James Mallet, ein Entomologe an der Harvard University, der die Evolution und Speziation von Schmetterlingen untersucht, fragt sich, ob ähnliche Endemismusraten an anderer Stelle zu finden wären, wenn dieselbe Art von Langzeitstudie durchgeführt würde. "Es gibt relativ wenige Entomologen und relativ große Gebiete in den Vereinigten Staaten, um zu studieren", betont er.

Mallet merkt jedoch an, dass White Sands Pflanzenarten enthält, die durch Beweidung und Entwicklung anderswo im Südwesten dezimiert wurden, was es zu einem besonders wertvollen Ort für die Erforschung neuer Arten und Artenverbände macht. "Ich finde es fantastisch, dass sie dieses Gebiet studieren, es verdient es, studiert zu werden", sagt Mallet.

Umso bemerkenswerter ist, dass die Motten ohne Metzlers Entscheidung, sich in den Süden von New Mexico zurückzuziehen, wahrscheinlich unentdeckt geblieben wären. Wie Robbins es ausdrückt: "Wir sprechen von einer unglaublichen Entdeckung, die nur durch Zufall gemacht wurde."

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