Der Birkenspanner (Biston betularia) ist ein Schmetterling (Nachtfalter) aus der Familie der Spanner (Geometridae). Da zeitgleich mit der industriellen Revolution in Gebieten mit hoher Luftverschmutzung zunehmend schwarze Mutationen des Birkenspanners (Biston betularia f. carbonaria) auftraten, die auf geschwärzten Birkenstämmen besser vor Fressfeinden getarnt waren, gilt die Spezies als Beispiel für evolutionäre Anpassung durch Selektion.[1]
| Birkenspanner | ||||||||||||
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Birkenspanner (Biston betularia) | ||||||||||||
| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||
| Biston betularia | ||||||||||||
| (Linnaeus, 1758) |
Verbreitung und Lebensraum
BearbeitenDas Verbreitungsgebiet des Birkenspanners reicht von der Iberischen Halbinsel durch ganz Europa sowie über die gemäßigten Zonen Ostasiens. Die Nord-Süd-Verbreitung erstreckt sich vom Mittelmeerraum und Kleinasien bis ins mittlere Fennoskandien. Der Birkenspanner ist auch in Nordamerika verbreitet.[2]
Der Birkenspanner bewohnt unter anderem Auen-, Bruch- und Laubmischwälder, sowie die angrenzenden gebüschreichen Randzonen.[3]
Auch in bewirtschaftetem oder aufgelassenem Kulturland, einschließlich der dicht bebauten Siedlungsräume, kann er beobachtet werden.
Merkmale und evolutionäre Anpassung an Luftverschmutzung
BearbeitenDie schmalen Flügel des Birkenspanners sind von weißer Grundfärbung mit schwarzer Zeichnung und dadurch besonders im Geäst einer Birke gut getarnt. Das nachtaktive Insekt kann eine Flügelspannweite von bis zu 55 Millimetern erreichen. Als Mutation traten, zunächst in Großbritannien Birkenspanner mit dunkler Flügelfärbung auf.[4] Durch Experimente konnte bewiesen werden, dass der natürliche Selektionsdruck dafür verantwortlich war, dass die Falter im England der industriellen Revolution plötzlich häufiger in der dunklen Variante auftraten, um besser getarnt ihren Fressfeinden zu entgehen. Versuche mit Faltern und Vögeln konnten mittlerweile den Nachweis erbringen, dass die dunkle Variante auf durch Luftverschmutzung dunkleren Birkenstämmen seltener von Vögeln entdeckt und gefressen wurde.[1][5]
Entdeckt wurden Fälle von Industriemelanismus schon im 19. Jahrhundert in England, so wies der Entomologe Albert Brydges Farn (1841–1921) Darwin in Briefen 1878 auf solche Anpassungen bei einer anderen Mottenart hin. 1896 wurde der Fall des Birkenspanners von James William Tutt explizit als Beispiel natürlicher Selektion untersucht, und J. B. S. Haldane berechnete 1924 den quantitativen selektiven Vorteil. Zwischenzeitlich wurde von John William Heslop-Harrison bestritten, dass eine Selektion durch Vögel die treibende Kraft war, was aber durch die Experimente Bernard Kettlewell in Oxford von 1953 bis 1956 bestätigt wurde. Später kamen Zweifel über die Experimente von Kettlewell auf (z. B. in den Büchern von Michael Majerus[6] und Judith Hooper[7]), die ihn sogar in die Nähe des wissenschaftlichen Betrugs rückten (Judith Hooper) und von Kreationisten als Argument gegen die Evolutionstheorie herangezogen wurden. Majerus selbst begann 2002 langjährige Experimente (2012 postum veröffentlicht),[8] die Kettlewell bestätigten.
Beobachtungen der Birkenspannerraupen in verschiedener Umgebung ergaben, dass sie ihre Färbung – ohne Beteiligung der Augen – an den Untergrund anpassen und daraufhin auch gezielt ähnlich gefärbte Umgebungen aufsuchen. Diese Form der Tarnung wird Mimese genannt, da die Anpassung direkt das Umfeld der ökologischen Nische imitiert, und vermindert das Risiko, Fressfeinden zum Opfer zu fallen.[9] Analysen der Genexpression ergaben, dass in der Haut der Birkenspanner-Raupen Gene exprimiert werden, die mit der visuellen Wahrnehmung in Verbindung gebracht werden. Die Mechanismen von Wahrnehmung und Farbänderung sind allerdings noch nicht bekannt.[10]
Lebensweise
BearbeitenDa der Birkenspanner nur nachts unterwegs ist, verbringt er den Tag gut getarnt an Baumstämmen, wobei seine Flügelfärbung (durch Mimese) die Rinde der Birke imitiert.[3]
Ähnliches gilt für die Raupen. Sie haben eine lange, dünne Körperform und sind hellgrün bis dunkelbraun gefärbt. Man kann sie so kaum von kleinen Zweigen unterscheiden.
Den Birkenspanner kann man von Anfang Mai bis August beobachten. Sein Verbreitungsgebiet zieht sich über fast ganz Europa bis nach Mittelasien sowie Nordeuropa. Auen-, Bruch- und Laubmischwälder sowie deren Randzonen sind die bevorzugten Lebensräume. Die Raupen des Birkenspanners finden sich auf sehr vielen Pflanzen, z. B. Stieleiche, Hängebirke, Schwarzerle oder Schlehe.
Die Art ernährt sich ausgesprochen polyphag, die Eier legt der Schmetterling an den Blättern von Laubhölzern, meistens Pappel (Populus spec.), Birke (Betula spec.), Weiden (Salix spec.) oder Eiche (Quercus spec.) ab. Ebert listet allein für Baden-Württemberg 45 verschiedene Pflanzenarten.[2]
Die Raupen des Birkenspanners finden auf zahlreichen Pflanzen Nahrung und Unterschlupf, z. B. Stieleiche, Hängebirke, Schwarzerle oder Schlehe. Durch ihre lange, dünne Körperform und die hellgrüne bis dunkelbraune Färbung, sind die nur schwer von kleinen Zweigen zu unterscheiden.[3]
Die Verpuppung geschieht in der Erde. Pro Jahr wird jeweils eine neue Generation gebildet, die von Mai bis August fliegt.
Ähnliche Arten
Bearbeiten- Pappel-Dickleibspanner (Biston strataria) (Hufnagel, 1767)
Unterarten
BearbeitenAus Ostasien, Zentralasien und Transkaukasien sind verschiedene Unterarten bekannt.
Sonstiges
BearbeitenDie beiden Morphen der erwachsenen Birkenspanner dienen in Schul- und Hochschullehrbüchern häufig als Beispiel, um das Wirken der Selektion zu erklären (s. Artikel Industriemelanismus) und sind eine beliebte Abituraufgabe im Fachbereich Biologie.
Siehe auch
BearbeitenEinzelnachweise
Bearbeiten- ↑ a b Theorie von „Darwins Faltern“ bestätigt. Färbung der Birkenspanner beeinflusst ihre Überlebenschancen, Scinexx, aufgerufen am 3. Dezember 2021
- ↑ a b Günter Ebert, Daniel Bartsch, Armin Becher, Stefan Hafner: Die Schmetterlinge Baden-Württembergs Band 9 (Spanner (Geometridae) 2. Teil), Nachtfalter VII. Ulmer Verlag, Stuttgart 2003, ISBN 3-800-13279-6.
- ↑ a b c Birkenspanner. Biston betularia, BUND, aufgerufen am 3. Dezember 2021
- ↑ Arjen E. van’t Hof, Pascal Campagne, Daniel J. Rigden, Carl J. Yung, Jessica Lingley, Michael A. Quail, Neil Hall, Alistair C. Darby, Ilik J. Saccheri: The industrial melanism mutation in British peppered moths is a transposable element. In: Nature. 20. November 2017, S. 102–105, doi:10.1038/nature17951, PMID 27251284 (englisch).
- ↑ Olivia C. Walton, Martin Stevens: Avian vision models and field experiments determine the survival value of peppered moth camouflage. Communications Biology 1, 118 (2018). doi:10.1038/s42003-018-0126-3
- ↑ Michael Majerus: Melanism. Evolution in Action. Oxford University Press, Oxford 1998, ISBN 0-19-854982-2 (englisch).
- ↑ Judith Hooper: Of Moths and Men. Intrigue, Tragedy and the Peppered Moth. Fourth Estate, London 2002, ISBN 1-84115-392-3 (englisch).
- ↑ L. M. Cook, B. S. Grant, Ilik J. Saccheri, J. Mallet: Selective bird predation on the peppered moth: the last experiment of Michael Majerus. Biology Letters, Band 8, 2012, S. 609–612. PMID 22319093
- ↑ Nature Research Ecology & Evolution Community: Seeing through your skin to better blend in. 2. August 2019, abgerufen am 16. Juli 2020 (englisch).
- ↑ Amy Eacock, Hannah Rowland, Arjen E. van’t Hof, Carl Yung, N. Edmonds, Ilik J. Saccheri: Caterpillars of the peppered moth perceive color through their skin to match their body color to the background. August 2019, archiviert vom am 5. August 2019; abgerufen am 2. August 2019 (englisch).
Literatur
Bearbeiten- Michael Chinery: Pareys Buch der Insekten. Ein Feldführer der europäischen Insekten. Franckh-Kosmos, Stuttgart 2004, ISBN 3-440-09969-5 (aus dem Englischen übersetzt u. bearbeitet von Irmgard Jung und Dieter Jung).
- Ursula Stichmann-Marny (Hrsg.): Der neue Kosmos Tier- und Pflanzenführer. Franckh-Kosmos, Stuttgart 2000, ISBN 3-440-08847-2.
Weblinks
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- Lepiforum e. V. Taxonomie und Fotos
- www.schmetterling-raupe.de
- Moths and Butterflies of Europe and North Africa (englisch)
- Biston betularia bei Fauna Europaea