Tabakschwärmer

Tabakschwärmer
Tabakschwärmer (Manduca sexta) ♂
Systematik
Klasse: Insekten (Insecta) Ordnung: Schmetterlinge (Lepidoptera) Familie: Schwärmer (Sphingidae) Unterfamilie: Sphinginae Gattung: Manduca Art: Tabakschwärmer
Wissenschaftlicher Name
Manduca sexta
(Linnaeus, 1763)

Raupen des Tabakschwärmers

Puppe des Tabakschwärmers

Der Tabakschwärmer (Manduca sexta) ist ein Schmetterling (Nachtfalter) aus der Familie der Schwärmer (Sphingidae). Zur Namensgebung siehe unter Nahrungsaufnahme.

Merkmale

Die Falter haben braun gemusterte Vorderflügel; auf ihren Hinterflügeln befinden sich abwechselnd helle und braune Binden, die ineinander fließen. Der Hinterleib (Abdomen) ist braun, die Seiten jedes Segments sind gelb und nach vorn dunkel abgeschlossen. Die Männchen haben deutlich breitere Fühler als die Weibchen. Die kugeligen, ca. 1 Millimeter im Durchmesser messenden Eier sind transparent-grün. Die Raupen werden ca. 70 Millimeter lang. Sie sind grün gefärbt und weisen an den Seiten sieben helle Streifen, ähnlich den Raupen des Totenkopfschwärmers, (Acherontia atropos) auf.

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Ähnliche Arten

• Manduca quinquemaculata

Vorkommen

Die Falter kommen in weiten Teilen Nord- und Südamerikas vor.

Lebensweise

Die nachtaktiven Falter saugen Nektar von Blüten und können wie alle Schwärmer auf der Stelle fliegen. Sie haben eine Lebenserwartung von 30 bis 50 Tagen.

Nahrungsaufnahme

Die Raupen ernähren sich schwerpunktmäßig von Nachtschattengewächsen (Solanaceae), vor allem von denjenigen der Unterfamilie Nicotianoideae. Insbesondere verspeisen sie die Blätter^[1][2] von Tabakpflanzen (Nicotiana spec.). Sie vertragen das darin enthaltene Nikotin und können es im Körper anreichern, was sie für Fressfeinde ungenießbar macht („Pharmakophagie“). Außerdem ernähren sie sich von den Nachtschattengewächsen^[3][4] Stechapfel (Datura wrightii), Tomate (Solanum lycopersicum), Aubergine (Solanum melongena) und Paprika (Capsicum annuum). Aber sie befallen auch Gemsenhorngewächse (Martyniaceae) wie beispielsweise die Art Proboscidea parviflora. Die genannten Pflanzen dienen nicht nur den Raupen als Lebensgrundlage, die adulten Schwärmer ernähren sich außerdem von deren Nektar. Die Imagines können außerdem durch olfaktorisches Lernen andere Pflanzen als Nahrungsquelle erschließen. Insbesondere bei den in Arizona vorkommenden Schwärmern ist hier Agave palmerii anzuführen. Diese eigentlich an Fledermäuse adaptierte Agave wird von den Schwärmern als Nahrungsquelle genutzt, wenn D. wrightii noch nicht ausreichend vorkommt.

Mit bis zu 1,4 ml haben die Larven des größten Larvalstadiums (L5) ein vergleichbares Darmvolumen wie eine Maus.^[5]

Paarung und Entwicklung

Die Weibchen paaren sich nur einmal, die Männchen können sich mehrmals paaren. Die Paarung findet nachts am Boden statt und kann mehrere Stunden dauern. Das Weibchen legt danach seine Eier meist an der Unterseite der Blätter der Futterpflanzen ab. Zwei bis vier Tage nach dem Legen schlüpfen die Raupen. Nach fünf Raupenstadien verpuppen sie sich im Erdboden. Die Puppenphase dauert im Idealfall bei 17 Stunden Tageslicht ca. 18 Tage, bei einer Tagesdauer von weniger als 12 Stunden können die Puppen in eine mehrmonatige Diapause übergehen.

Natürliche Feinde

Es gibt eine Reihe von parasitisch lebenden Brackwespen, wie z. B. die der Gattung Cotesia, deren Larven sich in den Raupen der Schwärmer entwickeln. Dabei können zahlreiche Brackwespenlarven gleichzeitig eine Raupe befallen. Nach der Verpuppung der Wespenlarven ist die tote Raupe mit deren weißen Kokons übersät.

Modellorganismus

Die Larven von M. sexta werden bis zu 10 cm lang und erreichen ein Gewicht von bis zu 20 g. Aufgrund ihrer Größe werden sie als alternative Tiermodelle für medizinische Bildgebende Verfahren wie Computertomographie, Magnetresonanztomographie oder Positronen-Emissions-Tomographie verwendet^[6]. Forscher um den Wissenschaftler Anton Windfelder haben die Larven von M. sexta als alternatives Tiermodell für chronisch entzündliche Darmerkrankungen und als Tiermodell zur Erprobung neuer Kontrastmittel für die Radiologie etabliert^[6][7][8][9].

Wissenswertes

Die Falter und Raupen sind in der Neurobiologie Modellorganismen zur Erforschung des Nervensystems, da sie einfach zu züchten und die inneren Organe auf Grund ihrer Größe einfach zu präparieren sind. M. sexta ist einer der ersten Insekten, deren Verdauungssystem hochauflösend mittels Mikro-CT analysiert wurde. Der quantitative 3D-Darmatlas ist öffentlich einsehbar. Qualitativ hochwertige Videoanimationen können heruntergeladen werden.^[10]

Im Max-Planck-Institut für chemische Ökologie haben Forscher eine erstaunliche Strategie von Tabakpflanzen in Verbindung mit Manduca sexta entdeckt: Während sich die wilden Tabakpflanzen normalerweise gegen Fressfeinde verteidigen, indem sie die Nikotin-Produktion ankurbeln, reagieren sie beim Befall durch die Raupe des Tabakschwärmers nicht so. Offensichtlich erkennen diese Pflanzen die Falter-Raupe an ihrem Speichel und versuchen nicht, sie zu vertreiben, was letztlich sowohl der Pflanze durch die Bestäubung mittels des adulten Falters als auch dem Falter selbst und seinen Nachkommen zugutekommt.

• 
  Weibchen des Tabakschwärmers
• 
  Färbungsvarianten

Weblinks

• University of Florida Department of Entomology and Nematology (englisch)
• Sphingidae of the Americas (Memento vom 16. Februar 2015 im Internet Archive) (englisch)
• A quantitative micro-tomographic gut atlas of the lepidopteran model insect Manduca sexta (englisch)
• An enteric ultrastructural surface atlas of the model insect Manduca sexta (englisch)

Quellen

1. Naturdetektive für Kinder - www.naturdetektive.de: Pflanzen auf dem Kriegspfad. Abgerufen am 20. Februar 2022. 
2. Botanik - Das Wettrüsten der Pflanzen. Abgerufen am 20. Februar 2022. 
3. Riffel, J.A.; Alarcón, R.; Abrell, L.; Davidowitz, G.; Bronstein, J.L.; Hildebrand, J.G.; PNAS, 2008, 1005, 3404.
4. tobacco hornworm, Manduca sexta (Linnaeus); tomato hornworm, Manduca quinquemaculata (Haworth). Abgerufen am 20. Februar 2022. 
5. Windfelder, A.G., Steinbart, J., Flögel, U., Scherberich, J., Kampschulte, M., Krombach, G.A., and Vilcinskas, A. (2023). A quantitative micro-tomographic gut atlas of the lepidopteran model insect Manduca sexta. iScience 26. 10.1016/j.isci.2023.10680. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106801
6. Anton G. Windfelder, Frank H. H. Müller, Benedict Mc Larney, Michael Hentschel, Anna Christina Böhringer, Christoph-Rüdiger von Bredow, Florian H. Leinberger, Marian Kampschulte, Lorenz Maier, Yvette M. von Bredow, Vera Flocke, Hans Merzendorfer, Gabriele A. Krombach, Andreas Vilcinskas, Jan Grimm, Tina E. Trenczek, Ulrich Flögel: High-throughput screening of caterpillars as a platform to study host–microbe interactions and enteric immunity. In: Nature Communications. Band 13, Nr. 1, 24. November 2022, ISSN 2041-1723, S. 7216, doi:10.1038/s41467-022-34865-7, PMID 36433960, PMC 9700799 (freier Volltext) – (nature.com [abgerufen am 7. September 2023]). 
7. Olga Koshkina, Timo Rheinberger, Vera Flocke, Anton Windfelder, Pascal Bouvain, Naomi M. Hamelmann, Jos M. J. Paulusse, Hubert Gojzewski, Ulrich Flögel, Frederik R. Wurm: Biodegradable polyphosphoester micelles act as both background-free 31P magnetic resonance imaging agents and drug nanocarriers. In: Nature Communications. Band 14, Nr. 1, 19. Juli 2023, ISSN 2041-1723, S. 4351, doi:10.1038/s41467-023-40089-0, PMID 37468502, PMC 10356825 (freier Volltext) – (nature.com [abgerufen am 7. September 2023]). 
8. Anton G. Windfelder, Jessica Steinbart, Leonie Graser, Jan Scherberich, Gabriele A. Krombach, Andreas Vilcinskas: An enteric ultrastructural surface atlas of the model insect Manduca sexta. In: iScience. Band 27, Nr. 4, April 2024, ISSN 2589-0042, doi:10.1016/j.isci.2024.109410. 
9. Anton G. Windfelder, Jessica Steinbart, Ulrich Flögel, Jan Scherberich, Marian Kampschulte, Gabriele A. Krombach, Andreas Vilcinskas: A quantitative micro-tomographic gut atlas of the lepidopteran model insect Manduca sexta. In: iScience. Band 26, Nr. 6, Juni 2023, ISSN 2589-0042, doi:10.1016/j.isci.2023.106801, PMID 37378344, PMC 10291339 (freier Volltext). 
10. Windfelder, A.G., Steinbart, J., Flögel, U., Scherberich, J., Kampschulte, M., Krombach, G.A., and Vilcinskas, A. (2023). A quantitative micro-tomographic gut atlas of the lepidopteran model insect Manduca sexta. iScience 26. 10.1016/j.isci.2023.10680. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106801