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Schwarzer Kiefernprachtkäfer

Schwarzer Kiefernprachtkäfer

Schwarzer Kiefernprachtkäfer auf Rotföhrenrinde

Systematik
Ordnung: Käfer (Coleoptera)
Unterordnung: Polyphaga
Familie: Prachtkäfer (Buprestidae)
Unterfamilie: Buprestinae
Gattung: Melanophila
Art: Schwarzer Kiefernprachtkäfer
Wissenschaftlicher Name
Melanophila acuminata
(De Geer, 1774)

Der Schwarze Kiefernprachtkäfer (Melanophila acuminata, wörtlich: „zugespitzte Schwärze-Freundin oder Ruß-Freundin“) ist ein auch in Mitteleuropa vorkommender Vertreter der Gattung Melanophila, die circa 12 Arten in der Holarktis umfasst. Neben Europa gehören auch Asien (mit Indien und China) und Nordamerika und die Karibik (mit Kuba) zum Verbreitungsgebiet der Art.

Merkmale

Der Kopf des etwa 10 mm langen und einfarbig (graublau-)schwarzen Käfers ist recht groß und in Aufsicht superelliptisch. Der Halsschild (Pronotum) weist einen bogigen Hinterrand auf und ist wie die seitlich oft etwas eingedrückten Flügeldecken fein punktiert. Die Bauchseite wirkt durch Behaarung heller. Charakteristisch sind die metathorakalen Infrarot-Sinnesorgane.[1]

Lebensweise

Bekannt wurde diese Art durch ihre Pyrophilie:[2] Die Imagines sprechen auf Waldbrände an, da die Larven sich nur im Bast durch Feuer geschädigter Kiefern (Föhren, Pinus) entwickeln können. Schon unter natürlichen Bedingungen müssen also, etwa durch Blitzschlag, so viele Brände entstehen, dass die Art in einem Gebiet nicht erlischt. Obwohl er im Allgemeinen durch forstliche Maßnahmen immer weniger Entwicklungsmöglichkeiten hat, kann dieser „Feuermelder“ mitunter noch durchaus häufig sein. Er lebt etliche Wochen von Pflanzensäften und -stoffen (etwa von Kiefernnadeln) – in steter „Erwartung“ von Harzbrandgeruch. Er fliegt neben Kiefern auch Brandstellen von Fichten und gelegentlich weitere Baumarten an.[3] Bei warmem Wetter ist er ab Juni sehr mobil.

Nach der Paarung legen die Weibchen Eier an oft noch glimmende Bäume. Aber auch angebrannte Bäume des Vorjahres werden noch zur Eiablage genutzt. Die weißen „Maden“ mit dickem Thorax-Vorderende, kleinem schwarzen Kopf und dünnem Hinterleib entwickeln sich unter der Rinde, verpuppen sich und werden meist erst im zweitfolgenden Frühjahr zur Imago. Sie kommen zusammen mit ähnlichen Larven der Prachtkäfergattungen Phaenops (vgl. Blauer Kiefernprachtkäfer) oder Anthaxia (vgl. Vierpunktiger Kiefernprachtkäfer) vor, die ebenfalls geschwächte Kiefern befallen, aber keinen Bezug zu Feuern haben. Weitere pyrophile Käfer mit unterschiedlichen Sinnesrezeptoren sind bekannt.[4]

Sinnesphysiologische Details

Angelockt werden die paarungsbereiten Käfer durch Guajacol und dessen Derivate im Rauch.[5] Sie nehmen dieses mit chemischen Sinnesrezeptoren in den Fühlern wahr, auch bei Feuern in mehreren Kilometern Entfernung.[6] Die Nahorientierung erfolgt dann mittels der infrarotempfindlichen Organe an den mittleren Beinbasen.[7] Die Cuticula der Sensillen verwandelt das Infrarotsignal in ein mechanisches.[8] Es ist also anzunehmen, dass diese Sensillen aus Haar-Sinnesorganen entstanden sind.[9] Die beiden aus je circa 50 bis 90 Sensillen bestehenden Organe sind beim Flug nach vorne gerichtet und ermöglichen es dem Käfer, Glut anzusteuern. Bioniker sind daran interessiert, analoge technische „Rezeptoren“ zur Brandmeldung nachzubauen.[10]

Technische Anwendbarkeit

Bioniker erforschen das Funktionsprinzip des Sinnesorgans der Melanophila acuminata, um es in technische Anwendungen zu überführen. Die Realisierung liegt darin, eine „technische Nase“ zu entwickeln, die in der Lage ist, Gase geringster Konzentrationen zu bestimmen und zu orten.

In der Entwicklung von Multigassensoren liegt die Zukunft der Branddetektoren. Diese könnten dann vor bestimmten Gasen bzw. Zusammensetzungen, z.B. Freiwerden bestimmter Lösungsmittel, warnen und bereits in deren Schwelbrandphase warnen. Brandmelder wären allgemeine Gefahrenmelder.[11]

Forscher der Hochschule Magdeburg-Stendal entwickeln momentan den Lösch-Käfer OLE (Offroad Löscheinheit). Dieser wäre von großem Interesse für Wirtschaft und Umwelt und stellt ein (Frühwarn-) System dar. Der Roboter soll Waldbrände noch in ihrer Entstehungsphase erkennen, lokalisieren und löschen. Dies funktioniert ganz nach Vorbild des Schwarzen Kiefernprachtkäfers, dank gekoppelter Infrarot- und Biosensoren. Bisher kann OLE ein Feuer mit bis zu einem Kilometer Entfernung wahrnehmen und orten. [12]

Der Sensor des Käfers funktioniert unabhängig von normalen und langsamen Temperaturschwankungen der Umgebung. Zufällige Umgebungsschwankungen könnten sich also kompensieren lassen. Hierdurch würde sich die entsprechende Einsetzbarkeit vergrößern und die Gefahr von Fehlalarmen, z.B. durch Zigarettenqualm, minimieren lassen. [13]

Quellen

  1. ↑ W.G. Evans & J.E. Kuster: The infrared receptive fields of Melanophila acuminata (Coleoptera: Buprestidae). Can. Entomol. 112 (1980): 211–216.
  2. ↑ www.entomologie.de; www.3sat.de
  3. ↑ F. Ressl (1964) im Entomologischen Nachrichtenblatt (Wien) 16: 55.- In industrialisierten Gebieten kann er durch Müllabbrand, Schlacken u. Ä. auch völlig "irregeführt" werden und ist durch all dies vom Aussterben bedroht.
  4. ↑ www.colostate.edu
  5. ↑ wwwuser.gwdg.de: „Waldbrandortung durch Melanophila acuminata“
  6. ↑ Als realistische Grenze gelten 16-18 km. Wenn in USA die Käfer bei einer brennenden Ölquelle angeflogen sind, wo die nächsten Bäume fast 100 km entfernt waren, ist dies aus energetischen Überlegungen allenfalls mit passiver Windverfrachtung zu erklären.
  7. ↑ W.G. Evans: Perception of infrared radiation from forest fires by Melanophila acuminata de Geer (Buprestidae, Coleoptera). Ecology 47 (1966): 1061-1065.
  8. ↑ vgl. auch W.G. Evans: Infrared radiation sensors of Melanophila acuminata (Coleoptera: Buprestidae): A thermopneumatic model. Annals of the Entomological Society of America 98 (2005): 738-746
  9. ↑ H. Schmitz & H. Bleckmann: The photomechanic infrared receptor for the detection of forest fires in the beetle Melanophila acuminata (Coleoptera: Buprestidae). Journal of comparative physiology A: Neuroethology, sensory, neural, and behavioral physiology 182 (1998): 647-657
  10. ↑ www.3sat.de; vgl. auch spiedl.aip.org sowie: M. Müller, M. Olek, M. Giersig & H. Schmitz: Micromechanical properties of consecutive layers in specialized insect cuticle: the gula of Pachnoda marginata (Coleoptera, Scarabaeidae) and the infrared sensilla of Melanophila acuminata (Coleoptera, Buprestidae). J. exp. biol. 211 (2008): 2576-2583
  11. ↑ Information auf ackermann-clino.de (als PDF-Datei)
  12. ↑ Information auf theinquirer.de
  13. ↑ Information auf caesar.de
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