Wir Menschen überstehen den eisigen Winter mit warmen Mänteln, Heizkörpern und heißer Schokolade. Insekten haben jedoch noch ein paar kreative Strategien auf Lager. Ob es sich um spezielle Proteine handelt, die wie das Frostschutzmittel in Ihrem Auto wirken, um mit Alkohol versetzte Körperflüssigkeiten anstelle von Wasser oder um die Vorbereitung auf Reisen in wärmeren Gefilden über weite Strecken. Es scheint, dass diese robusten Käfer ihre eigenen Antworten auf die biologischen Probleme entwickelt haben, die der Winter mit sich bringt .
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Sie haben wahrscheinlich von einer der häufigsten Arten gehört, wie Insekten es durch diese dunkelste und kälteste Jahreszeit schaffen: Zeitreisen. "Entweder sie entkommen im Weltraum, was bedeutet, dass sie migrieren, oder sie entkommen in der Zeit, was bedeutet, dass sie ruhend werden", sagt Scott Hayward, ein Biologe für wirbellose Tiere an der Universität von Birmingham. "Die überwiegende Mehrheit schläft tatsächlich."
Um den Wintermangel an Nahrung und Wärme zu überstehen, neigen Säugetiere wie Bären und Streifenhörnchen zum Winterschlaf. Während der Winterschlaf oft als Tiefschlaf angesehen wird, handelt es sich tatsächlich um einen biologisch eindeutigen Ruhezustand: Tiere im Winterschlaf ernähren sich von Nahrungsmitteln und reduzieren ihren Stoffwechsel durch Prozesse, die noch nicht vollständig verstanden sind. Die NASA-Forscher untersuchen sogar Techniken, die beim Menschen einen Winterschlaf auslösen könnten, um Astronauten auf jahrelangen Weltraumreisen zu unterstützen.
Insekten haben eine eigene Version dieses leistungsstarken Tools: Diapause. Ähnlich wie im Winterschlaf versuchen Insekten, die sich auf den Eintritt in die Diapause vorbereiten, normalerweise, Schutz vor der Kälte zu suchen, sagt Hayward, der umfangreiche Forschungen zur Ruhe und zum Überleben von Insekten in extremen Umgebungen durchgeführt hat. Das bedeutet oft, dass Sie unter der Erde graben müssen (bedenken Sie, dass im Winter Hunderte von Insekten nur wenige Zentimeter unter Ihren Füßen schlummern können), aber auch, dass Sie Schutz in Baumstämmen oder unter Felsen finden müssen.
Einige Insekten, wie der europäische Maiszünsler, haben es geschafft, Bauern und Intrigen-Entomologen zu frustrieren, indem sie Wege gefunden haben, im Winter oberirdisch zu leben. Dieser berüchtigte Maisschädling ist extrem kältetolerant, noch mehr als ein Winterschlaf. Studien haben ergeben, dass Bohrerlarven sogar überleben können, wenn sie einige Minuten auf -40 Grad unterkühlt werden. Der Bohrer sammelt sich in Maisstängeln oder Maiskolben und kann sogar überleben, wenn sich das Wasser in seinem Körper befindet (wenn auch nicht in seinen Zellen). friert ein.
Andere Insekten füllen das Frostschutzmittel auf. In der Antarktis produziert die flugunfähige Antarktismücke in ihren Zellen große Mengen Zucker, die den Gefrierpunkt von Flüssigkeiten senken. Gleichzeitig lässt die Mücke den gefrorenen Boden um sich herum fast jeden Tropfen Wasser in ihren Körper ziehen. "Das Insekt wird völlig dehydriert", sagt Hayward. "Dann kann es nicht einfrieren." Dies hilft dem winzigen Käfer, der sowohl das einzige Insekt als auch das größte Landtier auf diesem Kontinent ist, dem Einfrieren zu widerstehen.
Die arktische Wollbärenmotte verbringt ungefähr 90 Prozent ihres Lebens in gefrorenem Zustand. Die Mottenraupe vollbringt dieses Kunststück auch durch die Herstellung von Zucker, insbesondere des Alkohols Glycerin. So wie Wodka im Gefrierschrank aufbewahrt werden kann und flüssig bleibt, frieren diese Flüssigkeiten nicht ein, wodurch das Gewebe der Mottenlarven geschont wird und es bei Temperaturen von bis zu -70 ° F überlebt. Der Alaska Upis-Käfer kann Durch die Herstellung eines speziellen "Frostschutzmoleküls" halten sie Temperaturen von bis zu -100 Grad Celsius stand.
Aber die meisten Insekten sind nicht so hartnäckig. Laut Hayward liegt die typische Grenze für viele Arten bei - 30 Grad Fahrenheit. Das ist der Grund, warum viele Insekten nur in tropischeren Gebieten der Welt leben, in denen es nie zu eisigen Temperaturen kommt, wie in den von Käfern übersäten Ländern des Amazonas oder der Mücken in Afrika, Südamerika und Asien.
Europäische Maiszünslerlarven können den Winter gefroren in Maishalmen überleben. (WILDLIFE GmbH / Alamy Stock Foto) Die globale Erwärmung könnte diese Maxime jedoch bald ändern und die Insektenpopulationen auf der ganzen Welt bedrohen. Während sich die Erde insgesamt erwärmt, bewegen sich Insekten in Richtung der Pole, um Gebiete zu besiedeln, die in den Sommermonaten wärmer als zuvor sind. Vielen dieser Insekten fehlt jedoch die Fähigkeit, die kälteren Winter in diesen Regionen zu überstehen.
"Wo sie das nicht können, können sie sich nicht etablieren", sagt Hayward. Währenddessen stören wärmere Temperaturen in Richtung Äquator die Diapause anderer Insekten.
Obwohl die Diapause eine Anpassung ist, um den Winter zu überleben, ist die Temperatur nicht der Hauptfaktor, der ihn auslöst. Stattdessen signalisieren kürzere Tage vor dem Winter den Insektenkörpern, dass es Zeit ist, sich auf den Ruhezustand vorzubereiten. Während die Tage später im Herbst wärmer bleiben, werden die Körper der Insekten verwirrt. Wenn sie irrtümlich denken, dass es Frühling oder Sommer ist, brechen sie häufig den Diapausenprozess ab, um nach Nahrung oder Freunden zu suchen - was sie unvorbereitet lässt, wenn der Winter tatsächlich zuschlägt, sagt Hayward.
Warum sollte sich der Mensch dafür interessieren? Betrachten Sie die bekannte Situation der Hummeln, ein lebenswichtiger Bestäuber für viele Pflanzenarten und landwirtschaftliche Kulturpflanzen. Die Bienenpopulationen kämpfen bereits gegen den Verlust von Lebensräumen und gegen Pestizide und kämpfen nun auch gegen den Wechsel der Jahreszeiten. Erwärmungstemperaturen verursachen nicht nur spätere Herbsttage, sondern auch frühere Frühlinge, die ein sehr wichtiges Mitglied des Bienenstocks verwirren können: die Königin.
Bienenköniginnen sind die einzigen Schwarmbewohner, die typischerweise in die Diapause eintreten. Sie erwachen in der Regel einmal im Jahr im Frühjahr und gründen eine neue Kolonie. Da der Frühling jedoch häufig früher beginnt, erreichen die Bienenstöcke die Größe, mit der eine neue Königin geboren wird, und versuchen, eine neue Kolonie zu gründen, bevor der Winter beginnt, und nicht erst zu Frühlingsbeginn. Ihre Nachkommen kämpfen dann darum, Blumen zu finden, die sie im tiefsten Winter fressen können, und müssen mit Temperaturen umgehen, die sie nicht bewältigen können.
"Sie haben eine massive Sterblichkeit", sagt Hayward, "und im folgenden Jahr haben Sie weniger Bestäuber."
Es gibt unzählige andere Möglichkeiten, wie Insekten gegen die Kälte vorgehen können. Aber wenn es schwierig wird, werden einige Insekten nicht härter - sie gehen einfach. Der Monarchfalter zum Beispiel ist bekannt für seine farbenfrohe und beeindruckende Winterstrategie: Nehmen Sie Hunderte und Hunderte seiner besten Freunde mit und steuern Sie Tausende von Kilometern in Richtung Äquator, um kalte Temperaturen zu vermeiden.
"Es gibt wirklich unglaublich viele Möglichkeiten, wie sie den Winter überstehen", sagt Hayward.
