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Insektengröße: Luft macht Giganten

Der Herkuleskäfer, mit 17 Zentimetern heute eines der größten Insekten.
(c) AP
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Weil Insekten über Tracheen atmen, wird ihre Körpergröße vom verfügbaren Sauerstoff limitiert.

Das Ende des Karbon, vor 300 Millionen Jahren, wäre nichts für zittrige Gemüter gewesen: In den Lüften jagten falkengroße Libellen – 75 Zentimeter Flügelspannweite –, in den Sümpfen krochen zwei Meter lange Tausendfüßler, und Spinnen wuchsen auf Katzengröße heran. Alle drei Lebensformen haben eines gemein, das System der Atmung: Sie haben keine Lungen, durch die sie aktiv Luft holen, sie haben Löcher in ihren Außenskeletten, durch sie strömt die Luft in ein weitverzweigtes System von Röhren, Tracheen.

Deshalb vermutet man hinter dem Gigantismus im Karbon die damalige Zusammensetzung der Luft, sie hatte 30 Prozent Sauerstoff (heute: 21). Ist mehr Sauerstoff da, können auch bei passiver Atmung große Körper versorgt werden. Aber wie soll man es testen? Die Fossilien geben nur unzureichend Auskunft, es geht nur mit heutigen Insekten, eine Gruppe um Alexander Kaiser (Midwestern University) hat es an einer Käferfamilie getan (Tenebrioniden), deren Mitglieder sich enorm in der Masse unterscheiden: 1,6 bis 1700 Milligramm.

Dabei zeigte sich, dass das Problem in den Beinen liegt: Bei den kleinsten Arten brauchten die Tracheen dort zwei Prozent des gesamten Platzes, bei den größten 18 Prozent, mehr geht nicht, Muskeln etc. brauchen auch Platz: „Größere Insekten widmen dem Atmungssystem einen größeren Teil des Körpers“ (Pnas, 30.7.). Bei Wirbeltieren wie uns ist es ganz anders, weil wir den Sauerstoff mit dem Blut durch den Körper bringen, Insekten tun das nicht, die Luft muss ihn an jede Zelle tragen.

In heutiger Luft könnten Käfer maximal 16 Zentimeter groß werden, errechnen die Forscher. Es stimmt: Herkuleskäfer, mit die größten, messen 17 Zentimeter.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 31.07.2007)