Was sind Fluginsekten und wie haben sie sich entwickelt?

Fluginsekten (Pterygota) sind alle Insekten mit Flügeln, auch wenn diese nur rudimentär vorliegen. Es gibt etliche Arten, die früher fliegen konnten, diese Fähigkeit aber während der Evolution wieder einbüßten. Dazu gehören unter anderem Flöhe und Tierläuse.

Verbreitung der Fluginsekten

Es könnte bis zu 80 Millionen Insektenarten geben, die Forschung weiß das mit Stand 2021 nicht genau. Bekannt ist aber, dass der weitaus größte Teil von ihnen fliegen kann oder konnte. Es gibt allerdings die Ordnungen der Fischchen (Zygentoma) und der Felsenspringer (Archaeognatha). Dies sind nicht flugfähige Urinsekten. Insekten sind überall verbreitet. Hinsichtlich ihrer Vielfalt und Zahl dominieren sie den Planeten absolut.

Wie haben sich die Insekten entwickelt?

Sie gehören auf jeden Fall zu den ältesten Formen unserer Fauna und dürften vielleicht vor 500 Millionen Jahren erstmals in Urformen aufgetreten sein. Mangels ausreichender Funde ist der absolute Ursprung ihrer Entwicklung schwer zu belegen. Bekannt ist aber, dass vor rund 350 Millionen Jahren eine Evolution der Insekten einsetzte, die zum Puppenstadium in ihrer Individualentwicklung führte. Das war eine erste Blütezeit der Insekten – lange vor den Dinosauriern. Etwa in dieser Zeit dürften sich auch die meisten von ihnen zu Fluginsekten entwickelt haben. Da die Entwicklung funktionstüchtiger Flügel mehrere physiologische und morphologische Veränderungen bedingt, nimmt man heute an, dass es diese Entwicklung während der Insektenevolution nur einmal gab. Daher dürften sich alle heute lebenden Fluginsekten aus einer gemeinsamen Stammart entwickelt haben. Das leiten Insektenforscher unter anderem aus ihren Flügeln ab. Diese sind eine dünne, mit Tracheen durchzogene Chitinplatte, die sich entweder (Hypothese 1) aus einer allmählichen Abflachung der Paranota (Seitenplatten) an den drei Brustsegmenten entwickelt haben oder (Hypothese 2) von Auswüchsen der seitlichen Pleuren abstammen. Es könnte auch beides passiert sein (Hypothese 3), indem beide Strukturen jeweils Teile der Flügel schufen. Das schließen die Forscher aus Funden von paläozoischen Insektenlarven. Diese könnten bewegliche Flügelscheiden besessen haben, die gelenkig mit ihrem Rumpf verbunden waren. Fossile Insektenfunde verweisen bei vielen prähistorischen Fluginsekten auf drei Flügelpaare, heute sind es allerdings nur noch zwei.

Flügeltechnik: Wunderwerk der Fluginsekten

Die Flügel sind in der Tat ein Wunderwerk der Natur. Sie werden durch Tracheen (winzige Kanäle) versorgt, die von den Beinen abzweigen. Die Flügel selbst sind eine Duplikatur der Körperwand, wodurch die Tracheen in beiden Schichten (Körperwand und Flügel) vorliegen.

Ein komplexes Gelenk verbindet die Flügel mit dem Thorax (Brustpanzer). Bei Libellen setzen dort direkt die Muskeln an, die somit als direkte Flugmuskulatur wirken. Das ist aber die seltenere Variante der Biomechanik von Insektenflügeln. Wesentlich häufiger erreichen die Insekten ihren Flügelschlag, indem sie ihr Brustsegment aufwölben und wieder zurückziehen. Sie operieren also mit einer indirekten Flugmuskulatur. Chitinleisten bilden Muskelansatzstellen in den Segmenten der Brust.

Fluginsekten mit Metamorphose

Alle Fluginsekten durchlaufen eine Metamorphose, verändern sich also während ihrer Individualentwicklung grundlegend. Die Larven und die Nymphen besitzen niemals Flügel. Die Metamorphose kann in ihrer unvollständigen Form schrittweise im Zuge der Häutungen erfolgen oder in vollständiger Form während der Puppenruhe des Insekts seinen kompletten Umbau bewirken.