Diapause bei Insekten

Die Diapause ist ein Zeitraum, in dem die Entwicklung eines Insekts ausgesetzt oder gestoppt ist. Die Insektendiapause wird normalerweise durch Umwelteinflüsse wie Änderungen des Tageslichts, der Temperatur oder der Lebensmittelverfügbarkeit ausgelöst. Die Diapause kann je nach Insektenspezies in jedem Lebenszyklusstadium auftreten - embryonal, larvenförmig, pupal oder erwachsen.

Insekten leben auf allen Kontinenten der Erde, von der gefrorenen Antarktis bis zu den milden Tropen. Sie leben auf Berggipfeln, in Wüsten und sogar in den Ozeanen. Sie überleben kalte Winter und Sommerdürren. Viele Insekten überleben solche extremen Umweltbedingungen durch Diapause. Wenn es hart auf hart kommt, machen sie eine Pause.

Die Diapause ist eine vorgegebene Ruhephase, dh sie ist genetisch programmiert und beinhaltet adaptive physiologische Veränderungen. Umgebungsindikatoren sind nicht die Ursache der Diapause, können jedoch steuern, wann die Diapause beginnt und endet. Im Gegensatz dazu ist Ruhe eine Phase verlangsamter Entwicklung, die direkt durch die Umgebungsbedingungen ausgelöst wird und mit der Rückkehr günstiger Bedingungen endet.

Arten von Diapause

Die Diapause kann obligatorisch oder fakultativ sein:

• Insekten mit obligatorische Diapause unabhängig von den Umgebungsbedingungen zu dem festgelegten Zeitpunkt in ihrem Lebenszyklus in dieser Phase der Entwicklungsstillstand geraten. Diapause tritt in jeder Generation auf. Die obligatorische Diapause wird am häufigsten mit univoltinen Insekten in Verbindung gebracht, dh Insekten mit einer Generation pro Jahr.
• Insekten mit fakultative Diapause Nur wenn die Bedingungen dies für das Überleben erfordern, wird die Entwicklung ausgesetzt. Fakultative Diapause tritt bei den meisten Insekten auf und ist mit bivoltinen (zwei Generationen pro Jahr) oder multivoltinen Insekten (mehr als zwei Generationen pro Jahr) assoziiert..

Zusätzlich machen einige Insekten durch reproduktive Diapause, Dies ist eine Aussetzung der Fortpflanzungsfunktionen bei erwachsenen Insekten. Das beste Beispiel für reproduktive Diapause ist der Monarchfalter in Nordamerika. Die Migrantengeneration von Spätsommer und Herbst gerät in Vorbereitung auf die lange Reise nach Mexiko in einen Zustand reproduktiver Diapause.

Umweltfaktoren

Die Diapause bei Insekten wird als Reaktion auf Umweltsignale induziert oder beendet. Diese Hinweise können Änderungen der Länge des Tageslichts, der Temperatur, der Lebensmittelqualität und -verfügbarkeit, der Feuchtigkeit, des pH-Werts und anderer Faktoren umfassen. Kein einzelnes Signal bestimmt ausschließlich den Beginn oder das Ende der Diapause. Ihr kombinierter Einfluss steuert zusammen mit programmierten genetischen Faktoren die Diapause.

• Photoperiode: Eine Photoperiode ist die abwechselnde Phase von hell und dunkel am Tag. Saisonale Änderungen der Photoperiode (z. B. kürzere Tage, wenn der Winter näher rückt) führen bei vielen Insekten zum Beginn oder Ende der Diapause. Photoperiode ist das wichtigste.
• Temperatur: Neben der Photoperiode können Temperaturänderungen (z. B. eine extreme Kälteperiode) den Beginn oder das Ende der Diapause beeinflussen. Die Thermoperiode, abwechselnde Phasen mit kühleren und wärmeren Temperaturen, beeinflusst auch die Diapause. Einige Insekten benötigen spezielle thermische Hinweise, um die Diapausenphase zu beenden. Zum Beispiel muss die Wollbären-Raupe eine Phase der Abkühlung durchstehen, um das Ende der Diapause und die Fortsetzung des Lebenszyklus auszulösen.
• Essen: Mit dem Ende der Vegetationsperiode kann die abnehmende Qualität ihrer Nahrungsquellen dazu beitragen, eine Diapausenphase bei einer Insektenart auszulösen. Wenn Kartoffelpflanzen und andere Wirte beispielsweise braun und trocken werden, geraten Kartoffelkäfer-Erwachsene in einen Zustand der Diapause.

 Quellen

• Capinera, John L., (Hrsg.) Enzyklopädie der Entomologie. 2. Auflage, Springer, 2008, New York.
• Gilbert, Scott F. Entwicklungsbiologie. 10. Auflage, Sinauer Associates, 2013, Oxford, UK.
• Gullan, P. J., und Cranston, P.S. Die Insekten: Ein Überblick über die Entomologie. Wiley, 2004, Hoboken, N.J..
• Johnson, Norman F. und Triplehorn, Charles A. Einführung von Borror und DeLong in die Untersuchung von Insekten. 7. Auflage, Thomson Brooks / Cole, 2005, Belmont, Kalifornien.
• Khanna, D.R. Biologie der Arthropode. Discovery Publishing, 2004, Neu-Delhi.