Springschwänze hüpfen um die Welt
Abbildung 1: Springschwänze in ihrer natürlichen Umgebung in aller Welt. (A, B) Die meisten Springschwänze leben in Laub oder Totholz. (B, C, D) Einige Springschwänze gehen Lebensgemeinschaften mit lebenden Pflanzen ein. (E) Einige Arten können in extremen Lebensräumen gefunden werden, wie zum Beispiel auf der hier gezeigten Oberfläche von Schnee. (Fotos wurden bereitgestellt von: A – Dunmei Li aus China; B, E, F – Marie Huskens aus den Niederlanden; C – Ferenc Erdélyi aus Ungarn; D – Andy Murray aus Großbritannien).
Abbildung 2: Wunderschöne Springschwänze aus Australien, Tasmanien und Neuseeland. (A) Meisterwerk Katianna mit Punktmuster. (B) Glänzender Lepidocyrtus, bedeckt mit Schuppen. (C) Drachen-Springschwanz Womersleymeria, riesig und gehörnt. (D) Kleiner Neelides, nur einen halben Millimeter lang. (Fotos bereitgestellt von: A, B, D – Andy Murray aus Großbritannien https://www.chaosofdelight.org; C – Cyrille D’Haese aus Frankreich).
Abbildung 3: Wie ist ein Springschwanz aufgebaut? Diese Zeichnung eines Springschwanzes wurde von dem Taxonomen Mikhail Potapov angefertigt, der mehr als 200 neu entdeckte Springschwanzarten beschrieben hat.
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Anton M. Potapov 1,2*
1 Animal Ecology, J.F. Blumenbach Institute of Zoology and Anthropology, University of Göttingen, Göttingen, Germany
2 Soil Zoology and General Entomology, A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Springschwänze sind winzige Verwandte der Insekten und du begegnest ihnen jeden Tag, nimmst sie aber kaum wahr. Sie können in Großstädten, auf antarktischem Eis, in tiefen Höhlen und im Blätterdach des Regenwalds überleben. Manche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nennen sie auch „die ältesten und zahlreichsten Insekten der Erde“. Springschwänze sind hervorragende Springer: wären sie so groß wie Menschen, könnten sie leicht über ein zehnstöckiges Gebäude springen. Diese Fähigkeit ermöglicht es ihnen, Gefahren zu entkommen. Jeden Tag sind Springschwänze emsig damit beschäftigt die Bodengesundheit zu verbessern und zahlreichen Spinnen, Käfern, Ameisen und anderen räuberischen Arten unseres Planeten als Nahrung zu dienen. Sie sind ein wichtiger Teil der Boden-Artenvielfalt, aber es gibt noch viel über sie zu lernen und viele dieser wunderschönen Lebewesen warten noch darauf entdeckt zu werden.
DIE WUNDERBARE VIELFALT DER SPRINGSCHWÄNZE
Sobald du aus dem Haus gehst, wirst du Springschwänzen begegnen. Aber du wirst es wahrscheinlich nicht bemerken, denn die meisten dieser Tiere sind nur einen Millimeter klein. Springschwänze, auch Collembolen genannt, sind Verwandte der Insekten und können in Böden auf der ganzen Welt gefunden werden. Der beste Lebensraum für einen Springschwanz ist der Waldboden, wo man tausende von ihnen in einer Handvoll Laub finden kann. Aber sie können auch in anderen Umgebungen leben, häufig an feuchten Plätzen, wo auch Pilze wachsen (Abb. 1). Springschwänze leben fast überall: sie kommen zahlreich in der Antarktis auf Schnee und Felsen vor, es gibt viele Arten in den Baumkronen des tropischen Regenwalds und man kann sie auf den höchsten Bergen und in den tiefsten Höhlen finden. Vor einigen Jahren entdeckten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Springschwanzart Plutomurus, die zwei Kilometer unter der Bodenoberfläche in einer Höhle des Kaukasus lebt [1]. Sie lockten Plutomurus mit Hilfe von stinkigem Käse heraus. Einige Springschwänze hüpfen und wandern im Winter an der Oberfläche der Schneedecke umher, was ihnen den Namen „Schneeflöhe“ einbrachte. Schneeflöhe, wie etwa Hypogastrura (Abb. 1F) leben in Herden von Millionen Tieren, sodass die Zahl ihrer Körper den Schnee grau erscheinen lässt! Als Überlebenskünstler können Springschwänze auch in unserer Nähe leben – in Gärten, Hinterhöfen, Parks und manchmal sogar in Blumentöpfen.
Springschwänze lebten und gediehen auf unserem Planeten schon lange vor den Dinosauriern und sie waren unter den ersten Tieren, die das Land besiedelten. Wir wissen das, weil Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen versteinerten Springschwanz in prähistorischem, 410 Mio. Jahre altem Gestein gefunden haben. Dieser Springschwanz wurde Rhyniella praecursor genannt, „das älteste bekannte Insekt“. Interessanterweise sehen manche heute lebenden Springschwänze Rhyniella sehr ähnlich. Das bedeutet, dass Springschwänze vier von fünf weltweiten Massenaussterben überlebt haben ohne ihr äußeres Erscheinungsbild wesentlich zu verändern. Heute sind ca. 9000 Springschwanzarten bekannt, die alle in einem Internet-Katalog1 aufgeführt sind. Aber Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen davon aus, dass es mindestens viermal so viele Arten auf unserem Planeten gibt [2]. Einige abgelegene Gegenden in Tasmanien und Neuseeland werden von wunderschönen und ungewöhnlichen Arten bewohnt (Abb. 2) und viele weitere gibt es noch zu entdecken.
Springschwanzarten können sehr unterschiedlich aussehen. Manche haben eine rundliche Form, während andere Arten langgestreckt sind. Einige sind weiß, andere blau, schwarz oder sie haben farbenfrohe Punkte und Streifen, so wie die kugelförmige Katianna (Abb. 2A). Lepidocyrtus hat glänzende Schuppen, ähnlich wie Fische (Abb. 2B). Die meisten Springschwänze sind etwa einen Millimeter lang, aber es gibt auch winzige und riesige Arten. So ist zum Beispiel Neelides (Abb. 2D) nur etwa einen halben Millimeter lang, während Womersleymeria (Abb. 2C) länger als einen Zentimeter werden kann! Die meisten dieser Giganten leben auf Totholz in tropischen Regenwäldern und werden „Drachen-Springschwänze“ genannt.
WIE SEHEN SPRINGSCHWÄNZE AUS?
Der Name Springschwanz bezieht sich auf die Furca dieser Lebewesen, eine Art Sprunggabel. Sie sieht aus wie ein gegabelter Schwanz und ermöglicht es vielen Springschwänzen, hüpfend Gefahren zu entkommen, fast wie winzige Grashüpfer (Abb. 3). Sie befindet sich unterhalb des Körpers am Hinterleib, allerdings haben nicht alle Springschwänze eine Furca. Wenn ein Springschwanz läuft oder frisst ist die Furca unter großer Spannung unter den Körper geklappt, ähnlich wie eine zusammengedrückte Stahlfeder. Sobald der Springschwanz hüpfen will, wird die Furca gelöst und katapultiert das Tier fort von seinem Fressfeind, oder eben von neugierigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Während des Sprungs überschlägt sich der Springschwanz mehrfach, sodass es aussieht als würde er einen fantastischen akrobatischen Trick vollführen. Und bei der Landung kracht er dann unkontrolliert in irgendetwas hinein². Springschwänze sind Meister des Hüpfens – hätten sie die Größe eines Menschen, könnten sie über zehnstöckige Häuser hinwegspringen! Du kannst dir sicher vorstellen, dass es nicht einfach ist nach einem solchen Sprung ohne Fallschirm zu landen. Springschwänze benutzen ein spezielles Organ, ihren Ventraltubus, um sich bei der Landung an Oberflächen (zum Beispiel Blättern oder Steinen) anzuheften.
Wie Insekten gehören Springschwänze zu den Hexapoden, was bedeutet, dass sie sechs Laufbeine haben. Springschwänze können zwischen zwei und 16 Augen haben (Abb. 1D). Aber Arten, die tief im Boden leben, sind oft blind. Um sich in ihrer Umgebung zu orientieren und miteinander zu kommunizieren nutzen sie vor allem die Fühler an ihrem Kopf, auch Antennen genannt. Mit Hilfe der Antennen können sie die Oberflächen vor ihnen ertasten und erkunden. Wenn sie etwas Fressbares gefunden haben, ergreifen sie es und zerkauen es mit ihren Mandibeln.
WIE MAN EINEN SPRINGSCHWANZ FÄNGT
Wenn du wirklich einen echten Springschwanz fangen möchtest, musst du wissen, wo du suchen musst und wie du es anstellst. Springschwänze mögen feuchte Stellen wie feuchtes Falllaub oder Moos. Einige große Arten können versteckt unter der Rinde von zerfallenden, abgeholzten Baumstämmen gefunden werden. Andere finden sich an Flussufern, unter Steinen, in Moos oder Blumen. Wenn du Glück hast, kannst du Springschwänze sogar in Blumentöpfen finden. Falls du dort welche findest, ist es mit einiger Wahrscheinlichkeit Folsomia candida – eine der am häufigsten in Laborexperimenten genutzten Tierarten. Wenn du nach Springschwänzen suchst, sei geduldig – sie sind zwar überall, aber sie sind Meister im Verstecken und sind häufig ähnlich gefärbt wie ihre Umgebung (Abb. 1E).
Hast du einen Springschwanz gefunden, kannst du einfach beobachten wie er herumkrabbelt oder hüpft, vielleicht auch ein Foto von ihm machen. Internet-Plattformen wie iNaturalist³ oder Flickr4 haben tausende Fotos von Springschwänzen aus der ganzen Welt. Solche Beobachtungen können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern helfen zu verstehen wo Arten vorkommen, und sie können dazu beitragen neue Arten zu entdecken.
Um einen Springschwanz einzufangen, kannst du ein Gerät benutzen, dass Exhaustor genannt wird. Aber wenn du den Springschwanz behalten möchtest, denke daran, dass Springschwänze keine trockene Umgebung mögen. Schon nach wenigen Minuten in dem Exhaustor können manche Arten sterben. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sammeln Springschwänze aus Laubstreu, Boden, Totholz oder Moos mit Hilfe eines Tullgren-Trichters, der mit relativ einfachen Mitteln zuhause nachgebaut werden kann. Unter dem Mikroskop können Springschwänze von Nahem betrachtet werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler halten Springschwänze auch als Haustiere im Labor. Sie benötigen nur eine ständig feuchte Oberfläche (zum Beispiel in einem Glas mit Laubstreu, Boden oder Ton), etwas Futter (Backhefe ist eine gute Möglichkeit) und Luft (über Löcher im Deckel des Glases). Leider lassen sich nur ein paar dutzend Arten dauerhaft zuhause oder im Labor halten – und wir wissen überhaupt nicht warum.
GESCHÄFTIGE SPRINGSCHWÄNZE BEHERRSCHEN DIE WELT
Was tun eigentlich alle diese Springschwänze in der Natur und warum sollten wir uns mit ihnen beschäftigen? Springschwänze haben eine wichtige Rolle im Ökosystem: Als Ökosystem-Reiniger recyceln sie totes Material, das Detritus genannt wird, und sie fressen Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze [3]. Dadurch verbessern sie die Bodenstruktur und erhöhen die Verfügbarkeit von Nährstoffen für Pflanzen. Springschwänze können Moose bestäuben, in gleicher Weise wie Bienen Blumen bestäuben [4]. Eine leckere Mahlzeit für einen Räuber zu sein, ist aber auch eine wichtige Eigenschaft – viele Spinnen, Käfer, Ameisen und andere Wirbellose ernähren sich hauptsächlich von Springschwänzen. Manchmal sind Springschwänze sogar direkt nützlich für uns Menschen. In Äckern helfen sie den Nutzpflanzen, indem sie Mikroorganismen fressen, die Pflanzenkrankheiten auslösen, oder sie unterstützen (als Futter) räuberische Tiere, die auch Schädlinge fressen. Trotzdem haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erst vor kurzem angefangen diese Funktionen der Springschwänze zu erforschen; und es gibt immer noch eine Menge zu lernen.
In unserer modernen Welt verändern sich viele Ökosysteme. Städte wachsen, tropische Regenwälder werden gerodet um Ackerbau zu betreiben, und steigende Temperaturen lassen gefrorene Gegenden wie die Antarktis und die nördliche Tundra auftauen. Diese Veränderungen betreffen die Springschwänze genauso wie alle anderen Bodenorganismen. Die bemerkenswertesten Arten sind häufig auch die empfindlichsten und können aussterben, wenn ihre natürlichen Lebensräume zerstört werden. Da sie in den kalten Polarregionen besonders zahlreich sind, wird die Zahl der Springschwänze auf unserem Planeten sicherlich in Zukunft sinken. Denn es sind genau diese Regionen, die vom Klimawandel betroffen sind. Auf nur einem Hektar Tundraboden können so viele Springschwänze leben, wie es Menschen auf unserem ganzen Planeten gibt. Als Überlebenskünstler werden Springschwänze es schaffen, sich an die veränderten Bedingungen anzupassen und in den neuen Ökosystemen zu leben. Trotzdem werden viele Arten ausgestorben sein bevor man sie entdeckt hat. Wir sollten Springschwänze erforschen und das Wissen über sie als einem verborgenen aber wichtigen Teil der Artenvielfalt teilen. Das kann uns helfen zu verstehen, wie die Natur organisiert ist und wie wir sie mit unseren Handlungen verändern. Indem du dein neuerworbenes Wissen mit deinen Freunden und deiner Familie teilst, hilfst du dabei – je mehr Menschen über die Wichtigkeit der verborgenen Artenvielfalt wissen, desto besser werden wir in der Lage sein die Natur und unseren zukünftigen Anteil an ihr zu verstehen und zu schützen.
FUßNOTEN
2 Schau mal hier nach: “Mülltonnen Springschwänze” machen 22440 Umdrehungen in der Minute - slow motion (https://www.youtube.com/watch?v=Qu01EUeE5PM)
GLOSSAR
Massenausterben
Großflächige und schnelle Abnahme der Biodiversität (Artenvielfalt) der Erde während der Evolutionsgeschichte. Fünf Massenaussterben sind bekannt.
Furca
Ein gegabelter, schwanzähnlicher Anhang am Hinterleib vieler Springschwanzarten.
Ventraltubus
Ein röhrenähnliches äußeres Organ, das von den Springschwänzen genutzt wird um sich an Oberflächen anzuheften.
Mandibeln
Unterkiefer, wird benutzt um Nahrung abzubeißen und zu zerkauen. Anders als Menschen kauen Gliederfüßer nicht senkrecht, sondern waagerecht.
Tullgren-Trichter
Ein Apparat, der genutzt wird um lebende Organismen, vor allem Gliederfüßer, aus Bodenproben, Detritus, Moos und anderen Substraten herauszuholen (https://en.wikipedia.org/wiki/Tullgren_funnel; https://de.wikipedia.org/wiki/Antonio_Berlese).
Exhaustor
Ein Saugapparat, der dazu benutzt wird kleine Organismen, die man mit bloßem Auge entdecken kann, einzusaugen und zu sammeln (https://en.wikipedia.org/wiki/Aspirator_(entomology).
Detritus
Totes organisches Material, zum Beispiel tote Blätter (Laub) oder Holz, die Körper toter Tiere und Exkremente. Detritus ist nicht von den Mikroorganismen (z.B. Bakterien und Pilze), die ihn abbauen, zu unterscheiden.
DANKSAGUNG
Ich bin meinem Vater Mikhail Potapov sehr dankbar, der mir Geschichten über Springschwänze erzählt und großartige Bilder malt. Ich bedanke mich außerdem bei Andy Murray, Cyrille D’Haese, Marie Huskens, Dunmei Li, Ferenc Erdélyi und Frans Janssens, die Fotos für diesen Artikel bereitgestellt oder dabei geholfen haben, welche zu finden.
QUELLENANGABEN
[1] Sendra A, Reboleira A. The world’s deepest subterranean community - Krubera-Voronja Cave (Western Caucasus). IJS (2012) 41:221–230. doi:10.5038/1827-806X.41.2.9
[2] Hopkin SP. Biology of springtails: (Insecta: Collembola). Oxford: Oxford Science Publications (1997).
[3] Rusek J. Biodiversity of Collembola and their functional role in the ecosystem. Biodiversity and Conservation (1998) 7:1207–1219. doi:10.1023/A:1008887817883
[4] Cronberg N, Natcheva R, Hedlund K. Microarthropods mediate sperm transfer in mosses. Science (2006) 313:1255–1255. doi:10.1126/science.1128707
BEARBEITET DURCH: Helen Phillips, German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), Germany
QUELLE: Potapov A (2020) Springtails—Worldwide Jumpers. Front. Young Minds 8:545370. doi: 10.3389/frym.2020.545370
INTERESSENSKONFLIKT: Die Autoren versichern, dass die Studie ohne kommerzielle oder finanzielle Beziehungen durchgeführt wurde, die als möglicher Interessenskonflikt ausgelegt werden könnten.
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AUTOR
ANTON POTAPOV
Ich bin ein Bodenökologe und arbeite an der Universität Göttingen in Deutschland. Insbesondere finde ich es spannend Springschwänze zu erfrschen. Das mache ich in ganz verschiedenen Landschaften, wie der russischen Taiga bis hin zum tropischen Regenwald. Ich möchte verstehen, wie Springschwänze und andere kleine Tiere komplexe Nahrungsnetze entwickeln und damit die Biodiversiät und das Funktionieren der Ökosysteme beeinflussen. *potapov.msu@gmail.com
ÜBERSETZERINNEN UND ÜBERSETZER
NICOLE SCHEUNEMANN
Nicole arbeitet am Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz, Abteilung Bodenzoologie, Sektion Mesofauna.
PATRICK PACHL
Patrick arbeitet am Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz, Abteilung Bodenzoologie, Sektion Oribatida.
