Wer in einem Kubikmeter Luft hundert Materiemoleküle fühlen kann, ist ein Schmetterling. Die
Natur ist ein sehr erfinderischer und geschickter Ingenieur. Jedes Lebewesen ist einzigartig und erstaunlich. Eine solche Kreatur ist ein Schmetterling. Einige Schmetterlingsarten sind ideale Organe des chemischen Sinnes, weil ihr Geruchs- und Geschmackssinn, wenn auch nicht perfekt, nahe daran liegt.
Warum betrachten wir in einem Artikel sowohl Gerüche als auch Geschmack? Der Punkt ist, dass beide Sinne auf Chemorezeptoren basieren. Nur der Geruchssinn ist eine Bestimmung des Vorhandenseins bestimmter Substanzen in der Luft, und der Geschmack ist der gleiche, nur in einer feuchten Umgebung. Bei Schmetterlingen wirkt der Geruchssinn dank der Antennen und der Geschmack dank der Mundorgane.
Beginnen wir mit dem Geruch
Bei den meisten Insekten ist die sogenannte Riechsensille für den Geruchssinn verantwortlich. Ihre Form ist meist konisch. Sensillen befinden sich, wie oben erwähnt, an den Antennen. Je größer die Sensilla, desto empfindlicher ist das Insekt gegenüber Gerüchen.
Zum Beispiel haben Bienen ungefähr 6.000 Sensillen auf ihren Antennen. Andere Insekten können mehr haben. Bei einigen Schmetterlingsarten erreicht die Anzahl der Sensillen auf einer Antenne mehrere Tausend. Und bei einer Art wie Antheraea polirhemus übersteigt die Anzahl der Sensillen 60.000.
Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Teils der Antennen des Maiswurms (Helicoverpa zea Boddie) mit Trichoid Sensilla (nach Lee und Baker, 2008). Source
Sensilla sind mit spezialisierten Gruppen von Neuronen assoziiert. Es gibt mehrere Dutzend von ihnen in jeder Gruppe. Sensilla - porös, wirken sie als Fallen von Molekülen chemischer Substanzen. Diese gelangen in die Poren und interagieren mit den Prozessen der Neuronen, die wiederum ein elektrisches Signal an das Nervensystem senden. Dies ist die Definition von Geruch.
( Gullan, Cranston, 2005):
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Viele Menschen wissen, dass männliche Schmetterlinge, insbesondere nachtaktive, Kammantennen haben und die Anwesenheit einer Frau über viele Kilometer spüren. Alles dank der riesigen Menge an Sensilla. Frauen emittieren Pheromone und Männer fangen sie und strömen zur Quelle. Dementsprechend kann das Erbe von denen hinterlassen werden, die den empfindlichsten Geruchssinn haben (na ja, oder die sich glücklicherweise als die engsten von allen herausgestellt haben, was auch logisch ist).
Entomologen haben wiederholt mit Saturnias experimentiert. So konnten männliche Schmetterlinge, die in unterschiedlichen Abständen aus dem Fenster eines fahrenden Zuges entlassen wurden, zu dem Weibchen zurückkehren, das bis zu 12 km von ihnen entfernt war. Die Männchen wurden markiert, und etwa 26% von ihnen konnten das Objekt ihrer Anbetung aus einer Entfernung von 11 km finden.
Es ist bekannt, dass männliche Schmetterlinge weibliche Pheromonmoleküle einfangen können, die 3-6 km von ihnen entfernt sind. Eine Art wie Birnensaturnia (Birnenpfauenauge) kann noch eindrucksvollere Geschlechtsleistungen erbringen, indem sie die Anwesenheit einer 10 km entfernten Frau wahrnimmt. Im Moment steht Birnensaturnia an erster Stelle in der Liste der "lebenden Geruchsdetektoren" unter den Insekten. Seidenraupenmänner benötigen 100 Pheromonmoleküle pro 1 m 3 , um ein Weibchen zu finden.
Natürlich riechen auch andere Insekten. Pflanzenfressende Arthropoden bestimmen die Pflanzen, die zu ihnen passen, nur anhand ihres Geruchs. Manchmal scheint es, dass ein solches Insekt nur auf der Suche nach Nahrung ist, aber das ist nicht so - es geht zu seinem Ziel, wenn auch nicht in einer geraden Linie.
Aasfresser, Fliegen, Mücken und andere Insekten, die uns begeistern, bestimmen ihr Essen durch Geruch. Es ist seit langem bekannt, dass die Mehrheit der sozialen Insekten "Freunde" auch durch Geruch identifiziert. Wenn ein Außerirdischer derselben Art versehentlich die Kolonie betritt, wird er vertrieben oder getötet. Nun, was, es riecht falsch.
Was ist mit Geschmack?
Auch hier ist alles in Ordnung - Insekten sind nahezu ideale Detektoren für das Vorhandensein einer Vielzahl von Chemikalien in Flüssigkeiten und Feststoffen. Darüber hinaus befinden sich ihre Geschmacksorgane in den Mundorganen, an den Antennen, den Vorderbeinen (Hallo zu den gleichen Schmetterlingen) oder sogar im Ovipositor. Im letzteren Fall geht es zwar nicht wirklich um den Geschmack, sondern um die chemischen Eigenschaften des Substrats, in das die Eier gelegt werden.
Bei Schmetterlingen reagiert der Rüssel sofort, wenn sie die süße Substanz mit den Vorderbeinen berühren. Schmetterlingsfüße fühlen sich übrigens viel weniger stark an als Menschen - sie sind etwa 2000-mal empfindlicher. Wissenschaftler haben festgestellt, dass Vertreter von Schmetterlingen verschiedene Substanzen voneinander unterscheiden können, einschließlich sehr schwacher Lösungen von Chinin, Saccharose usw.
Die Geschmacksmelder basieren auf der gleichen Sensilla, die Natur hat beschlossen, das Rad nicht neu zu erfinden. Nur in diesem Fall ist die Sensilla dickwandig und an der Basis befinden sich nicht mehrere Zehner, sondern 3-5 Neuronen. In seltenen Fällen erreicht ihre Zahl 50 - dies ist bei einigen Schnupperarten der Fall. Das Funktionsprinzip ist hier dasselbe: Durch die Poren dringt die Chemikalie in die Oberseite des Neurons ein und interagiert mit ihm.
Interessanterweise sind in vielen Fällen die Neuronen, die sich an der Basis der Geschmackssensille befinden, hoch spezialisiert. Ein Beispiel ist die Phormiaregina Fliege, in denen Gruppen von Neuronen bestehen aus nur drei Elementen. Andererseits bestimmt ein Neuron - taktil, das zweite - den süßen Geschmack, das dritte - salzig. Alles, was eine Fliege braucht, ist süßes Essen, also muss sie nicht mehr Geschmack definieren.
Aber bei anderen Insekten, zum Beispiel Bienen, sind Neuronen funktioneller. Sie können jeden Geschmack definieren - süß und salzig, sauer oder bitter. Die Geschmacksempfindlichkeit der meisten Insekten ist ungefähr gleich oder etwas höher oder niedriger als die des Menschen. Trotzdem haben sich hier Schmetterlinge ausgezeichnet.
Hier enden die Supermächte der Schmetterlinge?
Nein, sie sind immer noch in der Lage, Infrarotstrahlung und Hörultraschall zu unterscheiden. Die erste Fähigkeit gibt ihnen die Möglichkeit, Blumen in völliger Dunkelheit zu finden oder einen Partner zu identifizieren.
Aber Ultraschall ist ein erzwungenes evolutionäres Werkzeug. "Ultraschall-Schallgeber" ermöglicht es Schmetterlingen, Fledermäusen auszuweichen und die Geräusche zu hören, die sie machen. Darüber hinaus verwenden einige Schmetterlinge die Echolokalisierung in irgendeiner Weise zur Orientierung im Raum. Soweit verständlich, senden sie keinen Ultraschall aus, sondern werden von reflektierten Geräuschen geleitet. Diese Fähigkeit ermöglicht es ihnen, Hindernissen auszuweichen.
