Von der Raupe zum Schmetterling – Entwicklung

Die Metamorphose von der Raupe zum Schmetterling ist ein Wunder, aber wie funktioniert der Prozess eigentlich, und was passiert in dieser Puppe?

Die Verwandlung einer Raupe in einen Schmetterling fasziniert den Menschen seit langem: Die Metamorphose eines stumpfsinnigen, kriechenden, landgestützten Insekts in eine luftgestützte Fee ist die perfekte Metapher für Veränderung, Verbesserung, Flucht und sogar das Leben nach dem Tod.

Aber im Kern steht ein prosaischer und sehr grundlegender biologischer Drang: das Bedürfnis, in Sicherheit zu essen und zu wachsen, dann – und nur dann – sich zu zerstreuen.

Die Raupe ist eine echte Essmaschine – ein zylindrischer, pflanzenverdaulicher Beutel. Während der wenigen Tage oder Wochen, in denen sie aktiv ist, wird sie ein Vielfaches ihres eigenen Gewichts an der von ihr gewählten Nahrungspflanze verschlingen.

Wie bei allen Insekten ist es das Larvenstadium, das fast die gesamte Nahrungsaufnahme und sicherlich auch das gesamte Wachstum übernimmt. Die Raupe macht das leise und geheimnisvoll.

Unvollständige Metamorphose

In unserer anthropozentrischen Welt könnten wir erwarten, dass Wachstum und Entwicklung einheitlich inkrementell erfolgen – vom kleinen (aber voll ausgebildeten) Baby bis hin zu ähnlichen (aber viel größeren) Erwachsenen. Einige Insekten wachsen auf diese Weise – Ohrwürmer, Pflanzenwanzen, Zikaden, Termiten, Heuschrecken und Schaben.

Schlüpfer ähneln Miniatur-Erwachsenen, wobei die Flügelknospen allmählich zunehmen, bis die vollständig geflügelte Größe des Erwachsenen erreicht ist. Dies wird als Hämetabolie bezeichnet, eine scheinbar halbe oder teilweise Veränderung.

Der Holometabolismus, eine vollständige Veränderung, ist die vollständige – und oft dramatische – Metamorphose von wurmartigen Larven zu großgewachsenen Erwachsenen (im entomologischen Fachjargon, Imaginären oder Imaginären). Es ist ein extrem fortschrittlicher Mechanismus, eine hoch entwickelte chemische Unterdrückung von Entwicklungsprozessen.

Obwohl nur 9 von 26 Insektenordnungen holometabolisch sind, macht dies 80 Prozent aller Insekten aus (Schmetterlinge, Käfer, Schmetterlinge, Fliegen, Bienen, Wespen und Ameisen sind Hauptbeteiligte). Kurz gesagt, dies ist eine sehr erfolgreiche Strategie für Wachstum und Entwicklung.

Raupen werden von Geburt an zu Schmetterlingen vorbereitet.

Selbst in der kleinsten Raupe, die gerade aus dem winzigen Ei geschlüpft ist, sind die Zellbündel bereits vorbereitet und sollen zu erwachsenen Merkmalen wie Antennen, Flügel, Beine und Genitalien werden. Die sogenannten imaginären Scheiben (flach und rund) werden durch eine ständige Wäsche mit einem Juvenilhormon am Wachstum und an der Entwicklung gehindert.

Während sich die Larve ernährt, wachsen und entwickeln sich ihr Darm, ihre Muskeln und einige andere innere Organe, aber die Imaginalscheiben werden vorübergehend unterdrückt und bleiben im Ruhezustand. Die Raupe verhält sich wie ein frei lebender, essender, wachsender, aber entwicklungsbedingt verdrängter Embryo.

Wenn es eine kritische Größe erreicht, wird ein Ausbruch des Mauserhormons Ecdyson freigesetzt. Es verliert seine Haut mehrmals als Reaktion auf Ecdyson, jedes Mal, wenn es einen neuen Instar (Stadium) bildet, aber das Juvenilhormon hält es als Raupe, indem es die weitere Entwicklung verhindert, bis, wenn es sich der Vollgröße nähert, die Konzentrationen des letzteren Hormons sinken.

Raupenmetamorphose – von der Raupe zum Schmetterling

Im fünften und letzten Raupeninstar haben die imaginären Scheiben bereits begonnen, aus ihrer erzwungenen Ruhephase herauszutreten und zu wachsen. Das Juvenilhormon unterschreitet nun eine Schwelle und der nächste Ecdysonschub stimuliert die Umwandlung in eine Chrysalis.

Die abgeflachten Imaginärscheiben beginnen sich nun ungehindert zu entwickeln. Jede faltet sich zu einer konkaven Kuppel, dann zu einer Sockenform; das Zentrum jeder Scheibe ist dazu bestimmt, ein Ende zu werden – die Spitze eines Beines oder das Ende eines Flügels.

Der Großteil der pummeligen Masse der Raupe wird zu den Merkmalen der Erwachsenen recycelt, die in der harten Schale der Chrysalis zusammenwirken. Das Innere ist in diesem Stadium meist eine Nährstoffsuppe, die die embryonalen Imaginärscheiben füttert, während sie ihre verzögerte Entwicklung abschließen.

Der letzte Ausbruch von Ecdyson erfolgt inmitten von fast keinem jugendlichen Hormon – und stimuliert die Entstehung des erwachsenen Schmetterlings, um sich zu paaren, zu verteilen und seine Eier zu legen.

Wie die Transformation einer Raupe gesteuert wird

  • Es gibt normalerweise sechs metamorphe Transformationen im Wachstumspfad des Schmetterlings, die jeweils durch einen Ausbruch des Mauserhormons Ecdyson (A) aus der Prothrosa stimuliert werden.
  • Das von der Corpus allatum-Drüse ausgeschüttete Juvenile Hormon (JH) verlangsamt den Fortschritt ins Erwachsenenalter: Während der JH-Wert hoch ist, hält es die Raupe eine Larve.
  • Allerdings verlangsamt sich das JH-Sekret im Laufe der Zeit; erst wenn es unter ein kritisches Niveau (B) fällt, führt eine Häutung zu einer Chrysalis und Verpuppung.
  • Jetzt kommt es zu einer massiven Umverteilung der Nährstoffe, und schließlich können sich Erwachsenenmerkmale entwickeln. Mit JH-Werten, die praktisch auf Null gesunken sind, ist die letzte Mauser (C) in einem Erwachsenen.

Verwandeln sich alle Raupen in Schmetterlinge?

Nein, einige Raupen verwandeln sich in Motten. Wenn du eine Raupe siehst, wird sie sich definitiv in einen Schmetterling oder eine Motte verwandeln und sie kann nichts anderes werden, aber es gibt keine zuverlässige Möglichkeit zu wissen, was sie schon beim Betrachten wird.

Der einzige Weg, um sicher zu sein, ist, wenn man die Arten von Schmetterlingen oder Motten identifizieren kann, aus denen die Raupe wird, da sie in der Regel unverwechselbar und ziemlich leicht zu identifizieren sind.