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Frage der Woche:Warum gibt es keine Rieseninsekten?

In Filmen haben es die Helden häufig mit gigantischen Krabbeltieren zu tun, denen man im normalen Leben aber nie begegnet. Wieso eigentlich?

Könnten riesige "Bugs" die Menschheit bedrohen, wie es der Film "Starship Trooper" zeigt? Ist es denkbar, dass man einmal auf eine Tarantel stößt, die wie in dem gleichnamigen Filmklassiker von Jack Arnold Menschen angreift?

Riesige Käfer sind die Gegner der "Starship Trooper" im gleichnamigen Film.

(Foto: Foto: dpa)

Leben vielleicht große, von der Gestalt her Menschen ähnelnde Kakerlaken unter uns, wie Donald A. Wollheim in seiner SF-Kurzgeschichte "Mimik" beschrieben hat? Und wären wir lebensfähig, wenn wir wie Kafkas Gregor Samsa eines Morgens als riesiger Käfer aufwachen würden?

Für die Bugs oder Arachniden aus "Starship Trooper" lässt sich das nicht sagen - schließlich handelt es sich dabei um außerirdische Lebewesen, über deren Biologie wenig bekannt ist.

Doch dafür, dass Sie noch nie einer Spinne von der Größe eines Sonnenschirms begegnet sind und auch Käfer nicht das Volumen eines Volkswagens erreichen, gibt es gute Gründe.

Die Größe von Insekten und Spinnen hängt mit ihrem Atemsystem zusammen. Anders als Wirbeltiere besitzen sie keine Lungen sondern Tracheen und - im Falle vieler Spinnen - sogenannte Buchlungen.

Bei den Tracheen handelt es sich um ein Netz von Luftröhrchen, das alle Körperteile durchzieht und über das Sauerstoff direkt an die Organe gelangt. Etwas anders ist es bei den Buchlungen der Spinnen, wo der Sauerstoff in die vorbeifließende Körperflüssigkeit diffundiert - doch auch dieses System ist passiv im Vergleich zum aktiven Lungensystem der Wirbeltiere.

Prinzipiell lässt sich sagen: Je größer die Gliederfüßler sind, desto länger und größer müssen auch ihre Atemorgane sein. Doch deren Volumen kann nicht linear mit der Körpergröße der Krabbeltiere ansteigen.

Wie, dass haben Wissenschaftler um Alexander Kaiser der Midwestern University in Glendale, USA, kürzlich für Käfer demonstriert. Sie hatten Käfer mit einer Größe zwischen drei Millimetern und 3,5 Zentimetern verglichen und festgestellt, dass das Volumen der Tracheen mit der Größe der Tiere um ein Drittel stärker wächst als ihr Körpervolumen.

Doch die Tracheen können nicht beliebig groß werden. Insbesondere dort, wo die Beine der Tiere mit dem Körper verbunden sind, gibt es eine Engstelle, über die das Bein mit Sauerstoff versorgt werden muss.

Anhand ihrer Beobachtung konnten die Forscher berechnen, dass heute kein Käfer eine Körpergröße von mehr als 16 Zentimeter erreichen dürfte. Tatsächlich schaffen die Tiere etwas mehr. Der größte bekannte Käfer, der Riesenbockkäfer ( Titanus giganteus) der Tropen Südamerikas, kommt auf 17 Zentimeter. Das war es aber dann auch.

Rieseninsekten in der Urzeit

Nun belegen Fossilien aus dem Karbon und dem Perm, dass vor mehreren hundert Millionen Jahren Gliederfüßer wie Insekten, Spinnen und Tausendfüßler auf der Erde erheblich größer wurden. Es gab Libellen mit siebzig Zentimetern Flügelspannweite, mehr als zwei Meter lange Tausendfüßler, Riesenspinnen mit armlangen Beinen . . . was war damals anders als heute?

Wie Kaiser und sein Team im Fachmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences berichten, ist der entscheidende Unterschied der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre. Die Erdatmosphäre enthält in Bodennähe derzeit etwa 21 Prozent Sauerstoff.

Im Erdzeitalter Paläozoikum, genauer im Karbon und dem frühen Perm, lag der Anteil dagegen bei mehr als 30 Prozent. Unter diesen Bedingungen konnte auch ein relativ kleines passives Atmungssystem genug Sauerstoff transportieren, um große Körper zu versorgen.

Nachdem übrigens im Verlauf des Perm und der nachfolgenden Trias der Sauerstoffgehalt der Luft zurückging, verschwanden die riesigen Krabbeltiere.

An der Universität von Texas in Austin haben Forscher übrigens bereits vor Jahren beobachtet, dass zum Beispiel Fruchtfliegen sich an eine langsame Zunahme des Sauerstoffgehaltes ihrer Umgebung anpassen: Sie legen von Generation zu Generation an Gewicht zu.

Demnach stammen die Bugs aus "Starship Trooper" entweder von einem Planeten mit einer Atmosphäre mit erheblich höherem Sauerstoffgehalt - oder sie sind eben doch keine echten Bugs. Und vor riesigen Kakerlaken müssten wir uns nur fürchten, wenn statt dem Kohlendioxid der Sauerstoff in unserer Atmosphäre zunehmen würde.

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Riesenkrabbeltiere