Warum haben Marienkäfer Flecken?

Der Marienkäfer ist eines der beliebtesten und bekanntesten Insekten weltweit und wird oft mit Glück und Wohlstand in Verbindung gebracht. Aber haben Sie sich jemals gefragt, warum Marienkäfer Punkte haben? Die Antwort auf diese Frage ist mit einer evolutionären Überlebensstrategie verbunden. Die Punkte dienen nämlich als Warnung und Verteidigungsmechanismus gegen Fressfeinde. Diese Farbkombination - schwarz und rot oder orange - wird als aposematische Färbung bezeichnet. Marienkäfer sind nicht die einzigen Insekten, die sich der aposematischen Färbung bedienen, um Fressfeinde abzuschrecken: ein weiteres Beispiel ist der Monarchfalter.

Beim Minen scheiden Marienkäfer kleine Tropfen Hämolymphe aus den Gelenken ihrer Beine aus, ein ungewöhnliches Phänomen, das Reflex-Eigenblutung genannt wird. Die austretende Hämolymphe enthält bestimmte chemische Stoffe, die zur Gruppe der Alkaloide gehören und sowohl giftig als auch abweisend sind: Diese Stoffe machen Marienkäfer für viele ihrer Fressfeinde wie Spinnen und Ameisen unattraktiv und schmackhaft. Studien und Untersuchungen haben gezeigt, dass die Farbe von Marienkäfern ihre Giftigkeit anzeigt. Stärker gefärbte Marienkäfer weisen tatsächlich höhere Giftkonzentrationen auf als hell gefärbte. Außerdem wurde festgestellt, dass Marienkäfer mit intensiveren Farben schon früh in ihrem Leben eine bessere Nahrungsqualität haben. Diese Korrelation deutet darauf hin, dass ein gut genährter Marienkäfer bei reichlich vorhandenen Ressourcen mehr Energie in die Produktion von giftigen Abwehrstoffen und Warnpigmenten investiert.

Aber was ist die Bedeutung der Anzahl der Punkte bei Marienkäfern? Manche Menschen glauben, dass die Punkte das Alter der Marienkäfer anzeigen und dass man durch das Zählen der Punkte diese Information zurückverfolgen kann. Ein einfacher Glaube, der nicht der Realität entspricht. Die Punkte auf den Marienkäfern helfen in der Tat bei der Bestimmung der Art. Es gibt nämlich Arten ohne Punkte und Arten, die bis zu 24 Punkte haben können (Subcoccinella vigintiquatuorpunctata). Außerdem sind Marienkäfer nicht immer rot mit schwarzen Flecken: Ein Beispiel ist der Zweifleckige Marienkäfer (Chilocorus stigma), der schwarz mit zwei roten Flecken ist.

Aber was ist der Unterschied zwischen schwarzen Marienkäfern mit roten Flecken und roten Marienkäfern mit schwarzen Flecken? Um das Phänomen der intraspezifischen Variabilität zu untersuchen, konzentrierte sich ein Team von Forschern des National Institute for Basic Biology in Japan auf die asiatische Art Harmonia axyridis, auch bekannt als Harlekin-Marienkäfer. Die Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, zeigte, dass die mehr als 200 Farbkombinationen, die bei diesen Käfern beschrieben wurden, durch ein einziges Gen namens pannier reguliert werden, das bereits für seine Beteiligung an der Embryonalentwicklung und Körperteilung bei Drosophila melanogaster bekannt ist.

Das Gen wird in Bereichen mit schwarzer Farbe exprimiert, in denen kein rotes Pigment vorhanden ist. Seine Inhibition während der Puppenentwicklung führt zum Verlust der schwarzen Muster und zur Bildung von überwiegend roten Mustern auf den Flügeldecken. Die Funktion des Pannier-Gens ist also doppelt: Es induziert die schwarze Pigmentierung und unterdrückt die rote Pigmentierung. Parallele Untersuchungen desselben Gens bei dem weltweit verbreiteten gemeinsamen Marienkäfer (C. septempunctata) haben ähnliche Ergebnisse gezeigt. Die Genomanalyse der Marienkäfer zeigte, dass die nicht-kodierende DNA-Sequenz, die mit dem Pannier-Gen von H. axyridis verbunden ist, umfangreicher ist als die derzeit verfügbaren Sequenzen anderer holometaboler Insekten, einschließlich Lepidoptera wie B. mori, imenoptera wie A. mellifera und andere coleoptera wie C. septempunctata, die ein einzigartiges "Muster" der Flügeldecken aufweist (leuchtend rot mit sieben schwarzen Punkten, wovon sich der Name der Art ableitet).