Mistkäfermütter schützen ihren Nachwuchs vor einer sich erwärmenden Welt, indem sie tiefer graben

Wenn die TV-Serie „Schmutzige Jobs„Betraf sowohl Tiere als auch Menschen, würde es wahrscheinlich damit beginnen Mistkäfer.Diese fleißigen Tiere gehören zu den wichtigsten Insektenrecyclern der Welt.Sie fressen und vergraben den Mist vieler anderer Arten, recyceln Nährstoffe und verbessern dabei den Boden.

Mistkäfer kommen vor alle Kontinente außer der Antarktis, in Wäldern, Grasland, Prärien und Wüsten.Und nun müssen sie, wie viele andere Arten auch, mit den Auswirkungen des Klimawandels zurechtkommen.

Ich bin ein Ökologe der fast 20 Jahre damit verbracht hat, Mistkäfer zu studieren.Meine Forschung erstreckt sich über tropische und gemäßigte Ökosysteme und konzentriert sich darauf, wie diese nützlichen Tiere auf Temperaturänderungen reagieren.

Insekten nutzen keine intern erzeugte Wärme, um ihre Körpertemperatur aufrechtzuerhalten.Erwachsene können Maßnahmen wie den Umzug in wärmere oder kältere Gebiete ergreifen.Allerdings sind frühere Lebensstadien wie Larven oft weniger mobil und können daher stark von Temperaturschwankungen betroffen sein.

Aber Mistkäfer scheinen eine Verteidigung zu haben:Ich habe herausgefunden, dass erwachsene Mistkäfer ihr Nistverhalten als Reaktion auf Temperaturänderungen ändern, indem sie ihre Brutbälle tiefer im Boden vergraben, was ihre sich entwickelnden Nachkommen schützt.

Champion-Recycler

Es ist leicht, über diese geschäftigen Insekten Witze zu machen, aber durch das Sammeln und Vergraben von Mist bieten Mistkäfer viele ökologische Vorteile.Sie recyceln Nährstoffe, belüften den Boden, Treibhausgasemissionen aus der Rinderhaltung verringern und Reduzierung der Schädlings- und Parasitenpopulationen, die Nutztieren schaden.

Mistkäfer sind auch wichtige sekundäre Samenverbreiter.Der Mist anderer Tiere wie Bären und Affen enthält Samen, die die Käfer unter der Erde vergraben.Dies schützt die Samen vor dem Verzehr, erhöht ihre Keimwahrscheinlichkeit und verbessert das Pflanzenwachstum.

Es gibt ungefähr 6.000 Mistkäferarten auf der ganzen Welt.Die meisten ernähren sich ausschließlich von Mist, einige ernähren sich jedoch auch von toten Tieren, verwesenden Früchten und Pilzen.

Einige Arten verwenden Sterne und sogar die Milchstraße, um auf geraden Wegen zu navigieren.Eine Art, der Stierköpfige Mistkäfer (Onthophagus taurus), ist die das stärkste Insekt der Welt, in der Lage, mehr als das 1.000-fache seines eigenen Körpergewichts zu ziehen.

Diese Stärke kommt dem bekanntesten Verhalten des Mistkäfers zugute:Sammeln von Mist.

Rollen und Tunnelbau

Die beliebtesten Bilder von Mistkäfern zeigen, wie sie Mist sammeln und ihn zu Kugeln rollen, um ihn zu verscheuchen.Tatsächlich handelt es sich bei einigen Arten um Walzen, bei anderen wiederum Tunnelbauer Sie graben sich unter einem Mistklumpen in den Boden, befördern den Mist in den Tunnel und packen ihn zu einem Klumpen oder einer Kugel, einem sogenannten Brutball.Anschließend legt das Weibchen in jede Brutkugel ein Ei und füllt den Tunnel wieder mit Erde auf.Roller machen das Gleiche, sobald sie ihre Mistkugel sicher von der Konkurrenz fernhalten.

Wenn das Ei schlüpft, ernährt sich die Larve von Mist aus dem Brutball, Puppen und tritt als Erwachsener hervor.Es geht also durch vollständige Metamorphose – vom Ei über die Larve und die Puppe bis zum erwachsenen Tier – im Brutball.

Bei wärmeren Temperaturen entstehen kleinere Käfer

Mistkäfer-Eltern kümmern sich nicht um ihre Nachkommen, aber ihr Nistverhalten wirkt sich auf die nächste Generation aus.Wenn ein Weibchen einen Brutball tiefer unter der Erde platziert, erfährt die Larve im Brutball kühlere, weniger schwankende Temperaturen als in der Nähe der Oberfläche.

Dies ist wichtig, da die Temperaturen während der Entwicklung das Überleben der Nachkommen und andere Merkmale wie die Körpergröße des Erwachsenen beeinflussen können.Bei zu hohen Temperaturen geht der Nachwuchs zugrunde.Unterhalb dieses Punktes kommt es zu wärmeren, schwankenderen Temperaturen Käfer mit kleinerem Körper, was den Fortpflanzungserfolg der nächsten Generation beeinträchtigen kann.

Kleinere Männchen können nicht so gut mithalten wie größere Männchen und kleinere Weibchen haben eine geringere Fortpflanzungsleistung als größere Weibchen.Darüber hinaus Käfer mit kleinerem Körper weniger Mist entfernen, Daher bieten sie weniger Vorteile für Mensch und Ökosystem, wie etwa den Nährstoffkreislauf.

Käfer im Gewächshaus

Der Klimawandel ist wodurch die Temperaturen variabler werden in vielen Teilen der Welt.Das bedeutet, dass Insekten und andere Arten nicht nur mit wärmeren Temperaturen, sondern auch täglich mit größeren Temperaturschwankungen zurechtkommen müssen.

Um zu untersuchen, wie erwachsene Mistkäfer auf die mit dem Klimawandel verbundenen Temperaturschwankungen reagierten, entwarf ich kegelförmige Mini-Gewächshäuser, in die mehr als 7-Gallonen-Eimer passen, die bis zum Rand im Boden vergraben sind.Will Kirkpatrick, ein Student in meinem Labor, leitete die Feldversuche.

Wir haben zufällig einen befruchteten weiblichen Regenbogenskarabäus platziert, Phanaeus vindex, in jedem Gewächshauseimer und in der gleichen Anzahl offener Eimer, um als Kontrollen zu dienen.Mithilfe von Temperaturdatenloggern, die in vier Tiefen der Eimer angebracht waren, konnten wir nachweisen, dass die Bodentemperaturen in „Gewächshaus“-Eimern wärmer und schwankender waren als die Bodentemperaturen in unbedeckten Eimern.

Wir gaben den Käfern 10 Tage lang jeden zweiten Tag frischen Kuhmist und erlaubten ihnen, Brutbälle zu bilden.Dann durchsuchten wir sorgfältig die Eimer und zeichneten die Anzahl, Tiefe und Größe der Brutbälle in jedem Eimer auf.

Tiefer graben

Wir fanden heraus, dass Käfermütter in Gewächshausumgebungen insgesamt mehr Brutbälle bildeten, dass diese Brutbälle kleiner waren und dass diese Weibchen vergruben ihre Brutbälle tiefer im Boden als Käfermütter in Kontrolleimern.Die Brutbälle in den Gewächshäusern landeten immer noch in Bereichen, die etwas wärmer waren als in den Kontrolleimern – aber bei weitem nicht so warm, als hätten die Käfermütter ihr Nistverhalten nicht geändert.

Durch tieferes Graben konnten die Erwachsenen jedoch die Temperaturschwankungen vollständig ausgleichen.Es gab keinen Unterschied in der Temperaturschwankung, die Brutkugeln in Gewächshauseimern und Kontrolleimern erfuhren.Dies spiegelt die Tatsache wider, dass die Bodentemperaturen werden mit zunehmender Tiefe immer stabiler da der Boden zunehmend von den sich ändernden Lufttemperaturen darüber isoliert wird.

Unsere Ergebnisse deuten auch auf einen möglichen Kompromiss zwischen Vergrabungstiefe und Brutballgröße hin.Käfermütter, die tiefer gruben, schützten ihren Nachwuchs vor Temperaturschwankungen, lieferten aber weniger Mist in ihren Brutbällen.Dies bedeutete weniger Nahrung für die heranwachsenden Nachkommen.

Der Klimawandel könnte erwachsene Mistkäfer immer noch auf eine Weise beeinflussen, die wir nicht getestet haben, mit Konsequenzen für die nächste Generation.In zukünftigen Arbeiten planen wir die Platzierung von Brutbällen Phanaeus vindex und andere Mistkäferarten zurück ins Gewächshaus und kontrollieren Eimer in der Tiefe, in der sie vergraben wurden, damit wir sehen können, wie sich die Käfernachkommen entwickeln und überleben.

Bisher sind meine Kollegen jedoch ermutigt, herauszufinden, dass diese fleißigen Käfer ihr Verhalten auf eine Weise ändern können, die ihnen helfen kann, in einer sich verändernden Welt zu überleben.