Wolfgang Klemmstein

Schillernde Schönheiten

Asiatischer Prachtkäfer, Sternocera aequisignata, irisierend, schillernd, Deckflügel, Käfer, Warnung, Tarnung
Asiatischer Prachtkäfer (Sternocera aequisignata), Foto: © yod77/stock.adobe.com

Wolfgang Klemmstein

Unterrichtsvoraussetzung:
Evolutionsbiologie: Signale, Tarnung, Warnung, Nahrungsbeziehungen (Räuber-Beute-Beziehung), synthetische Evolutionstheorie, natürliche Selektion, Angepasstheit
Lösungshinweise und Anforderungsbereiche:
Aufgabe 1
Warnfärbungen sind auffällige Signale, die schon von Weitem sichtbar einen Fressfeind davon abhalten sollen, ein Beutetier zu erlegen. Sie wirken allerdings erst nach einer individuellen, negativen Lernerfahrung des Räubers. (AFB I)
Aufgabe 2
Vergleicht man die im Attrappenversuch ermittelte relative Sterblichkeit (Verbiss) nach Abb. 2, so hat die irisierende Färbung von allen Färbungen (außer schwarz) den geringsten Sterblichkeitswert. Für die Entdeckungswahrscheinlichkeit zeigt Abb. 3 ein sehr ähnliches Ergebnis. (AFB I)
Die schützende Wirkung der irisierenden Färbung ist durch die geringe Sterblichkeit im Experiment belegt. Die Entdeckungswahrscheinlichkeit ist ebenfalls, neben schwarz, die geringste. Dies spricht bei den Käfern (Abb. 1) klar für Tarnung. Ein Warnsignal müsste besser erkannt werden, um gut zu wirken. Außerdem ist nicht bekannt, dass die Käfer durch einen Giftstoff oder Ähnliches wehrhaft sind. (AFB II)
Aufgabe 3
Der Hintergrund kann die Sichtbarkeit beeinflussen. Ein Kontrast könnte die Wirkung eines Warnsignals verstärken, eine Ähnlichkeit mit dem Untergrund die Tarnung. (AFB II)
Gruppen von Farben (Lila und Blau sowie Regenbogen, Grün, Schwarz und Irisierend) zeigen auf mattem Hintergrund nach Abb. 4 nahezu die gleiche Mortalität. Bei starkem Glanz differenzieren sie aus. Besonders stark sinkt die Mortalität bei Modellen mit irisierenden Deckflügeln.
Die Überlebensrate der Käfer im Experiment mit Vögeln als Fressfeinden verbesserte sich mit zunehmendem Glanz für alle Färbungen.
Die Entdeckungswahrscheinlichkeit durch das menschliche Auge (Abb. 5A) wird durch die Zunahme an Glanz auf der Blattoberfläche nicht für alle Farben gleichermaßen beeinflusst. Blau und Lila werden, ob matt oder glänzend, mit der höchsten Wahrscheinlichkeit erkannt. Alle anderen Farben sind auf mattem Hintergrund mit größerer Variation schlechter sichtbar. Die Erkennbarkeit aller Farben wird mit zunehmendem Glanz auf ungefähr gleichem Wert stabilisiert.
Die Wahrscheinlichkeit, lila und grüne Attrappen zu erkennen, wird durch den zunehmenden Glanz nicht beeinflusst. Schwarze Flügeldecken werden sogar besser erkannt. Blaue und Regenbogen-Attrappen werden bei stärkerem Glanz schlechter erkannt. Die irisierende Attrappe zeigt die am stärksten verringerte Entdeckungswahrscheinlichkeit.
Der Entdeckungsabstand (Abb.  5B) verringert sich insbesondere bei Irisierung. Sie sinkt von 4,5m auf matter Oberfläche auf rund 1m bei starkem Glanz. Der exponentielle Kurvenverlauf belegt, wie auch in Abb. 5A zu sehen, dass bereits geringe Verstärkungen des Glanzes starke Wirkung zeigen.
Alle anderen Färbungen variieren in einem relativ geringen Maße. Eine (lineare) Verringerung der Erkennungsdistanz zeigt sich auch bei lila, grünen und regenbogenfarbenen Deckflügeln, blaue werden dagegen auf glänzenden Blättern besser erkannt, während schwarze Deckflügel auf matten oder stark glänzenden Blättern gleich, insgesamt aber schlecht erkannt werden. (AFB I/II)
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die irisierende Färbung der Deckflügel des Asiatischen Prachtkäfers die Erkennbarkeit deutlich verringert. Offenbar ähneln sich die glänzende Strahlung der Blätter und die irisierende Reflexion der Flügeldecken, sodass sie nur schwer zu unterscheiden sind. Die verringerte Sichtbar- und Sterblichkeit belegen, dass die irisierende Färbung der Tarnung der Käfer dient. (AFB II/III)
Literatur
Ortega, R. P. (2020). This shiny beetle case is a surprising form of camouflage. Science-Blog Plants & Animals, doi:10.1126/science.abb0250
Kjernsmo u. a. (2020). Iridescence as Camouflage. Current Biology, 30, S. 1...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 457 / 2020

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