Schwarzer Kiefernprachtkäfer

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Der Schwarze Kiefernprachtkäfer (Melanophila acuminata) ist ein auch in Mitteleuropa vorkommender Vertreter der Gattung Melanophila, die 15 Arten<ref name="Coleopterists Society"/> in der Holarktis umfasst. Neben Europa gehören auch Asien und Nordamerika (von Mexiko bis Alaska und Neufundland) und die Karibik (mit Kuba) zum Verbreitungsgebiet der Art.<ref name="Bright"/>

Merkmale

Der Kopf des etwa 8 bis 11 mm langen und einfarbig schwarzen Käfers ist recht groß und in Aufsicht superelliptisch. Die Stirn (Frons) trägt einen Längseindruck. Die Fühler reichen zurückgelegt etwas hinter die Hinterecken des Pronotum, die Fühlerglieder sind vom vierten Glied an schwach dreieckig und sägeförmig erweitert. Der Halsschild (Pronotum) ist fast rechteckig, die Seiten gleichmäßig schwach gerundet, nach vorne und hinten nur wenig verschmälert und fein netzartig skulpturiert sowie schwach punktiert. Die Flügeldecken (Elytren) sind unbehaart, etwas breiter als das Pronotum, sie sind matt schwarz, dicht und unregelmäßig punktiert, ohne Rippen, aber mit flachen Längseindrücken. Sie sind beiderseits in eine zahnförmige Spitze ausgezogen (Artname: acuminata, lateinisch "zugespitzt"<ref name="NameArt"/>). Charakteristisch sind die mesothorakalen Infrarot-Sinnesorgane.

Lebensweise

Bekannt wurde diese Art durch ihre Pyrophilie („Feuerliebe“):<ref name="entomologie.de"/> Die adulten Käfer sprechen auf Waldbrände an, da die Larven sich nur im Bast durch Feuer abgestorbener Bäume entwickeln können; sie sind nicht imstande, die natürliche Abwehrreaktion lebender Bäume v. a. durch Harz zu überwinden. Die Art ist in Bezug auf Holzarten nicht wählerisch, sie wurde in mehr als 30 Baumarten, darunter Laub- und Nadelbäume, nachgewiesen. Die meisten Nachweise liegen von Kiefern-Arten (Gattung Pinus) vor, vermutlich, weil diese besonders brandgefährdet sind. Der Käfer gilt bei allgemeiner Nachsuche als selten. Werden allerdings gezielt Brandstellen ausgewertet, tritt er sehr weit verbreitet und oft in enormen Individuendichten auf. So wurde 1998 in Ostdeutschland eine nahezu flächendeckende Verbreitung an allen untersuchten Waldbränden festgestellt.<ref name="Apel"/> Ähnlich Beobachtungen liegen aus Österreich vor.<ref name="Ressl"/> In England soll die Art hingegen sehr selten, möglicherweise nur eingeschleppt,<ref name="Levey"/> und heute auf die Umgegend von Ascot beschränkt sein.<ref name="Alexander"/>

Imagines der Art kommen von Juni bis Oktober vor. Nach der Paarung legen die Weibchen Eier an oft noch glimmende Bäume. Aber auch angebrannte Bäume des Vorjahres werden möglicherweise noch zur Eiablage genutzt. Die weißen Larven mit dickem Thorax, kleinem schwarzen Kopf und dünnem Hinterleib ("Buprestis-Typ") 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.<ref name="Jehle"/>

Sinnesphysiologische Details

Angelockt werden die paarungsbereiten Käfer zunächst durch Guajacol und dessen Derivate im Rauch.<ref name="Nature"/> Sie nehmen dieses mit chemischen Sinnesrezeptoren in den Fühlern wahr; auch bei Feuern in mehreren Kilometern Entfernung. Die weitere Orientierung erfolgt mittels der infrarotempfindlichen Grubenorgane an den Hüften (Coxen) der mittleren Beine, die ebenfalls über beträchtliche Distanzen wirksam sind.<ref name="Evans"/> An der Grubenbasis sitzen jeweils etwa 50 bis 100 kuppelförmig vorgewölbte Sensillen. Diese sind begleitet von Wachsdrüsen, so dass die Grube beim lebenden Tier mit Wachs angefüllt ist.<ref name="Evans2"/> Es ist aufgrund des Feinbaus der Sensillen anzunehmen, dass diese aus mechanorezeptorischen Haar-Sinnesorganen entstanden sind. Die Reizwahrnehmung erfolgt daher wohl mechanisch, durch hitzebedingte Volumenänderung der Kuppel, die einen Druckreiz erzeugt. Es konnte durch Elektrodenableitung nachgewiesen werden, dass Infrarotstrahlung allein (ohne Beteiligung von sichtbarem Licht) die Rezeptoren erregt.<ref name="Schmitz/Bleckmann"/> Durch die Lage der Gruben wird Infrarotstrahlung überwiegend von unten und der Seite wahrgenommen, dies erscheint für Orientierung im Flug auch besonders günstig.<ref name="Evans/Kuster"/> Der Sensor des Käfers funktioniert unabhängig von normalen und langsamen Temperaturschwankungen der Umgebung.

Technische Anwendbarkeit

In der Bionik wird das Funktionsprinzip des Sinnesorgans von Melanophila acuminata erforscht, um es in technische Anwendungen zu überführen. Die Idee ist, eine technische Nase zu entwickeln, die in der Lage ist, geringste Konzentrationen von Gasen zu bestimmen und zu orten, um beispielsweise eine Brandmeldung auszulösen.<ref name="3sat"/><ref name="spiedl"/><ref name="Müller et al."/>

Gefährdung

Im gesamten Verbreitungsgebiet kann die Art jahrelang beinahe verschwunden sein, um dann nach Waldbränden plötzlich wieder aufzutauchen. Die Einstufung in Rote Listen ist daher nur von beschränkter Aussagekraft. Melanophila acuminata wird in der Roten Liste für Deutschland in der Kategorie 2 („stark gefährdet“) geführt.<ref name="Rote Liste"/>

Belege

Einzelnachweise

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<ref name="Alexander">Keith N A Alexander (2002): The invertebrates of living and decaying timber in Britain & Ireland. English Nature Research Reports Number 467.</ref> <ref name="Apel">K.H. Apel (1998): Zur Verbreitung von Melanophila acuminata DEG. (Col., Buprestidae). Entomologische Nachrichten und Berichte 33: 278-279.</ref> <ref name="Bright">Donald E. Bright: The metallic wood-boring beetles of Canada and Alaska: Coleoptera: Buprestidae (The Insects and arachnids of Canada) Biosystematics Research Centre, Research Branch, Agriculture Canada, 1987. online: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20160316214653

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  }}</ref>

<ref name="entomologie.de">www.entomologie.de: Schwarzer Kiefernprachtkäfer - Melanophila acuminata (DEGEER)</ref> <ref name="Evans">W.G. Evans: Perception of infrared radiation from forest fires by Melanophila acuminata de Geer (Buprestidae, Coleoptera). Ecology 47 (1966): 1061-1065.</ref> <ref name="Evans2">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</ref> <ref name="Evans/Kuster">W. G. Evans & J. E. Kuster (1998): The infrared receptive fields of Melanophila acuminata (Coleoptera: Buprestidae). The Canadian Entomologist, Volume 112, Issue 2: 211-216</ref> <ref name="Jehle"><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20110811072909

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<ref name="Levey">Brian Levey: Coleoptera Buprestidae. Handbooks for the Identification of British Insects Vol. V, Part 1 (b). Published by the Royal Entomological Society of London, 1977.</ref> <ref name="Müller et al.">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</ref> <ref name="NameArt">Sigmund Schenkling: Erklärung der wissenschaftlichen Käfernamen (Art)</ref> <ref name="Nature">Stefan Schütz, Bernhard Weissbecker, Hans E. Hummel, Karl-Heinz Apel, Helmut Schmitz, Horst Bleckmann (1999): Insect antenna as a smoke detector. Nature 398: 298-299. {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}</ref> <ref name="Ressl">Franz Ressl (1969): Über einige auf Brandstellen lebende Käferarten. Entomologisches Nachrichtenblatt, Band 16, S. 55–56 (Vorlage:ZOBODAT).</ref> <ref name="Rote Liste">R.Geiser: Rote Liste der Käfer. In: Bundesamt für Naturschutz (Herausgeber): Rote Liste gefährdeter Tiere Deutschlands. Schriftenreihe für Landschaftspflege und Naturschutz Heft 55. Bonn-Bad Godesberg 1998.</ref> <ref name="Schmitz/Bleckmann">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</ref> <ref name="spiedl">Helmut Schmitz, Volkmar Norkus, Norbert Hess, Herbert Bousack: The infrared sensilla in the beetle Melanophila acuminata as model for new infrared sensors {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}</ref> </references>

Literatur

K. W. Harde: Familie Buprestidae. In: H. Freude, K.W. Harde, G.A. Lohse: Die Käfer Mitteleuropas. Band 6. Goecke & Evers Verlag, Krefeld 1979, ISBN 3-87263-027-X.
Donald E. Bright: The metallic wood-boring beetles of Canada and Alaska: Coleoptera: Buprestidae (The Insects and arachnids of Canada) Biosystematics Research Centre, Research Branch, Agriculture Canada, 1987.