Die Entwicklung eines Wespennestes

Transkript

1 Georg Kerschensteiner Gymnasium Müllheim (Baden) Die Entwicklung eines Wespennestes vorgelegt von Elena Essig Katharina Kurtz jugend forscht 2006 forscht jugend

2 nd 2 Edition 2008 by Stefan Müller and Otto Schäfer 30 Jahre jugend ju n ge d forscht an der Georg-Kerschensteiner Schule Technisches Gymnasium Müllheim forscht

3 INHALTSVERZEICHNIS 1. EINLEITUNG Hintergründe des Projekts Ziel des Projekts 3 2. IN UNSERER REGION VORKOMMENDE WESPENARTEN Einordnung der Wespen im Tierreich Bekannteste Gattungen und Arten der Echten Wespen 4 3. DIE ENTWICKLUNG EINES WESPENSTAATES 5 4. KOMMUNIKATION DER WESPEN 6 5. BEOBACHTUNGEN ZUM NESTBAU ANHAND DES GEWONNENEN BILDMATERIALS 7 6. VERSUCH DER GATTUNGS- UND ARTBESTIMMUNG BILDNACHWEIS LITERATUR DANKSAGUNG 14 1

4 1. EINLEITUNG 1.1 Hintergründe des Projekts Im letzten Jahr hatten zwei Mitschülerinnen mit einem Projekt über die Entwicklung eines Hornissenstaates am Jugend-forscht Wettbewerb in Freiburg teilgenommen. Ihre Beobachtungen waren möglich geworden, nachdem Herr Schäfer über mehrere Jahre festgestellt hatte, dass unter dem Dachgiebel seines Hauses in Auggen Hornissen ihr Nest gebaut hatten. Durch Einbau eines kleinen Fensters von der Dachwohnung her, konnte die Entwicklung des Nestes filmisch dokumentiert werden. Um auch im Jahr 2005 den Hornissen eine noch bessere Nistmöglichkeit zu schaffen, wurde in den Verschlag ein hohler Baumstamm mit Abdeckung und Einflugloch gestellt. Die Verbindung zwischen dem Loch im Verschlag und dem im hohlen Baumstamm wurde mit einem Brettchen geschaffen. Über dieses Brettchen sollten die Hornissen vom Einflugloch im Verschlag zum Loch im hohlen Baumstumpf laufen können. Tatsächlich tauchten Anfang Mai im Verschlag Hornissenköniginnen auf, die jedoch den Baumstamm ignorierten. Am wurde erstmals ein kleines Nest beobachtet (Abb. 1), das an der Unterseite des Brettchens befestigt worden war. Es zeigte sich, dass eine Wespenkönigin mit dem Bau ihres Nestes begonnen hatte. Die Entwicklung dieses Nestes wurde in der Zeit vom bis zum fotographisch durch Aufnahme von über 150 hochaufgelöste ( pixel) Bildern dokumentiert. Abb. 1: Am gefundenes Nest (Breite des Bretts: 7,5 cm). 2

5 1.2 Ziel des Projekts Ziel des Projekts war neben der Dokumentation der Entwicklung des Nestes auch herauszufinden, um welche Wespenart es sich handelt. Dazu sollte neben der Literaturbeschaffung in der Mediathek in Müllheim, der Beratung durch Fachleute vom Naturhistorischen Museum Freiburg auch das Internet genutzt werden. 2. IN UNSERER REGION VORKOMMENDE WESPENARTEN 2.1 Einordnung der Wespen im Tierreich Wespen gehören zu den Hautflüglern - Hymenoptera (Schema 1), welche eine Ordnung der Insekten darstellt. Wespen sind durch Bernsteinfunde bereits seit ca. 100 Mio. Jahren auf der Erde nachweisbar. Reich Stamm Klasse Ordnung Unterordnung Gruppe Überfamilie Familie Unterfamilie Animalia (Tierreich) Arthropoda (Gliederfüßler) Insecta (Insekten) Hymenoptera (Hautflügler) Apocrita (Taillenwespen) Aculeata (Stechimmen) Vespoidea (Wespenartige - 7 Familien) Vespidae (Faltenwespen, Papierwespen) Vespinae (Soziale Faltenwespen, Echte Wespen) ca Arten (ca in Europa) ca Arten (ca. 100 in Europa) weltweit 61 Arten (8 in Deutschland) Gattung Vespula (Kurzkopfwespen) Dolichovespula (Langkopfwespen) Vespa (Hornissen) Polistes (Feldwespen) Schema 1: Systematische Einteilung der Unterfamilie der Echten Wespen und ihrer Gattungen. Zur Aufgliederung der Gattungen in verschiedene Arten sei auf Tabelle 1 verwiesen. [1-3] Die Hautflügler sind nach ihren meist durchscheinenden Flügeln benannt und umfassen verschiedenste Arten von Wespen, sowie Ameisen und Bienen. Sie sind mit über bekannten Arten, davon rund in Europa, eine der großen Ordnungen der Insekten und die artenreichste Ordnung in Mitteleuropa. Hautflügler erreichen Körperlängen zwischen 0,25 und 7 cm. [4] 3

6 2.2 Bekannteste Gattungen und Arten der Echten Wespen Unterfamilie Gattung Art Vespinae (Soziale Faltenwespen, Echte Wespen) Sie sind eine Unterfamilie der Faltenwespen (Vespidae). Soziale Faltenwespen nennt man sie auch deswegen, weil sie Staaten bildend und ihre Flügel in Ruhelage längs gefaltet sind.man erkennt sie vor allem daran, dass sie im Durchschnitt größer als die übrigen Faltenwespen, zum Beispiel die Feldwespen. Dolichovespula (Langkopfwespen ) Vespula (Kurzkopfwespen) Diese Gruppe der Wespen haben zwischen den Augen und den Mandibeln (Kauwerkzeuge/Kieferzangen) keinen Abstand. hr Kopf wirkt rundlich. Diese Gruppe der Wespen haben zwischen den Augen und den Mandiblen einen Abstand. Ihr Kopf wirkt allgemein oval. Vespula vulgaris - Gemeine Wespe Aussehen und Verhalten: Auf dem Kopf findet man meist eine ankerähnliche Zeichnung. Die Hinterleibszeichnungen können variieren. Sie ist sehr aggressiv. Größe(Länge): Königin: 16-19mm / Arbeiterin: 11-14mm / Drohne(männl. Wespe): 11-17mm Volksstärke: 1000 bis Individuen (manchmal auch mehr) Flugzeiten: Königinnen ab Ende April; Arbeiterinnen ab Ende Mai bis November bei günstiger Witterung, Geschlechtstiere ab Mitte August bis in den November Nistweise: Sie nistet oberirdisch in dunklen, geschlossenen Hohlräumen, teilw. unterirdisch. Vespula germanica - Deutsche Wespe Vespula rufa - Rote Wespe Aussehen und Verhalten: Auf dem Kopf findet man häufig drei schwarze Punkte, manchmal aber auch nur einen zentralen Punkt. Die Hinterleibszeichnung kann variieren. Sie ist fast so aggressiv wie die Gemeine Wespe. Größe(Länge): Königin: 17-20mm / Arbeiterin: 12-16mm / Drohne: 11-17mm Volksstärke: wie bei der Gemeinen Wespe oder noch mehr Flugzeiten: Königinnen ab Mai; Arbeiterinnen ab Juni bis November bei guter Witterung; Geschlechtstiere ab Mitte August bis in den November Nistweise: Sie oberirdisch in dunklen, geschlossenen Hohlräumen,aber auch unterirdisch. Aussehen und Verhalten: Die beiden vorderen Hinterleibssegmente sind rot. Bei den Königinnen ist diese rote Färbung nur schwach ausgeprägt oder fehlt. Das Kopfschild ähnelt dem der Gemeinen Wespe. Sie ist nicht aggressiv. Größe(Länge): Königin: 16-20mm / Arbeiterin: 10-14mm / Drohne: 10-16mm Volksstärke: 100 bis 200 Individuen Flugzeiten: Königinnen ab Mai; Arbeiterinnen ab Juni bis Mitte September; Geschlechtstiere von Anfang August bis in den September Nistweise: Sie nistet fast ausschließlich unterirdisch. Dolichovespula media - Mittlere Wespe Aussehen und Verhalten: Die Hinterleibszeichnung kann variieren. Die Königin ähnelt meist einer Hornissenarbeiterin. Auf dem Kopfschild befindet sich ein schwarzer Längsstrich. Sie ist nur manchmal im Nestbereich aggressiv. Größe(Länge): Königin: 18-22mm / Arbeiterin: 15-19mm / Drohne: 15-20mm Volksstärke: 200 bis 300 Individuen Flugzeiten: Königinnen ab Ende April; Arbeiterinnen ab Ende Mai bis Mitte September; Geschlechtstiere von Anfang August bis in den September Nistweise: Sie nistet nur oberirdisch und niemals im Dunklen. Dolichovespula saxonia - Sächsische Wespe Aussehen und Verhalten: Die Hinterleibszeichnung kann variieren. Auf dem Kopfschild findet man meist ein zacken- oder kronenartiges schwarzes Gebilde. Sie ist nicht aggressiv. Größe(Länge): Königin: 15-19mm / Arbeiterin: 11-15mm / Drohne: 13-15mm Volksstärke: 200 bis 300 Individuen Flugzeiten: Königinnen ab Ende April; Arbeiterinnen ab Ende Mai bis Anfang September; Geschlechtstiere von Anfang August bis in den September Nistweise: Sie nistet nur oberirdisch bevorzugt in Felshöhlen und Felsnischen, hohlen Bäumen oder auf Dachböden, sowie aber auch in Büschen und Sträuchern und manchmal auch an Felsen. Dolichovespula sylvestris - Waldwespe Aussehen und Verhalten: Die Hinterleibszeichnung ist einheitlich. Der Hinterleib (Abdomen) ist meist deutlich schwarz gelb gebändert ohne isolierte Flecken. Auf dem Kopfschild findet man meist einen kleinen schwarzen Punkt oder gar keine Zeichnung. Sie ist nicht aggressiv. Größe(Länge): Königin: 15-19mm / Arbeiterin: 11-15mm / Drohne: 14-17mm Volksstärke: 200 bis 300 Individuen Flugzeiten: Wie bei der Mittleren Wespe. Nistweise: Sie nistet nur oberirdisch bevorzugt in Felshöhlen und Felsnischen, hohlen Bäumen oder auf Dachböden. Dolichovespula norwegica - Norwegische Wespe Aussehen und Verhalten: Die Hinterleibszeichnung variiert. Der Hinterleib hat meistens eine Rotfärbung an den Seiten der ersten beiden Hinterleibssegmenten. Auf dem Kopfschild findet man meistens einen schwarzen Längsstrich, der in der Mitte verdickt ist. Sie ist nicht aggressiv. Größe(Länge): Königin: 15-19mm / Arbeiterin: 12-15mm / Drohne: 14-17mm Volksstärke: 200 bis 300 Individuen Flugzeiten: Wie bei der Mittleren Wespe. Nistweise: Sie bauen ihr Nest oberirdisch, aber oft in Erdnähe. Zum Beispiel bauen sie in Wurzeltellern umgestürzter Bäume, in Dachböden, in Sträuchern und Gebüschen in Bodennähe. Tabelle 1: Zusammenstellung der bekanntesten Wespenarten. [1,5] 4

7 Echte Wespen oder Soziale Faltenwespen - Vespinae sind eine Unterfamilie der Faltenwespen Vespidae (Schema 1). Soziale Faltenwespen nennt man sie auch deswegen, weil sie Staaten bilden und ihre Flügel in Ruhelage längs gefaltet sind. Man erkennt sie vor allem daran, dass sie im Durchschnitt größer als die übrigen Faltenwespen sind. Die Unterfamilie der Vespinae enthält u. a. die Gattungen der Kurzkopfwespen (Vespula) und der Langkopfwespen (Dolichovespula). Die erste Gattung hat zwischen den Augen und den Mandibeln (Kauwerkzeuge/Kieferzangen) keinen Abstand. Ihr Kopf wirkt rundlich. Die zweite Gattung hat zwischen den Augen und den Mandiblen einen Abstand. Ihr Kopf wirkt allgemein oval. Die in unserer Region vorkommenden Wespenarten sind in Tabelle 1 zusammengestellt. 3. DIE ENTWICKLUNG EINES WESPENSTAATES [6] Alles beginnt Mitte April / Anfang Mai, wenn die Wespenkönigin, dank der steigenden Temperaturen, aus der Winterstarre erwacht und sich auf die Suche nach einem geeigneten und wettergeschützten Standort für den kommenden Wespenstaat macht. Sie beginnt mit dem Nestbau und widmet sich ihrer Hauptaufgabe, dem Eierlegen. Mitte Mai bis Juni schlüpfen die ersten Larven. Die Königin macht sich also neben dem Nestbau auch noch auf Futtersuche. Im Juni, nach etwa zwei Wochen, sind die ersten Larven ausgereift und spinnen sich für die kommenden zwei Wochen in einen Kokon, in dem sie als starre Puppe verweilen. In diesem Kokon geschieht die Verwandlung der Larve in eine Arbeiterin, die dadurch zu erkennen ist, dass sie wesentlich kleiner als die Königin ist und unausgereifte Eierstöcke hat. Arbeiterinnen haben in einem Wespenstaat spezifische Aufgaben wie den Nestbau, das Großziehen der Larven, Klimaausgleich, Futtersuche etc. Die Königin widmet sich von nun an ausschließlich dem Eierlegen. Der Monat Juni ist besonders dadurch gekennzeichnet, dass sich das Nest ständig verändert und ausgebessert wird. Ende Juni / Anfang August ist das Treiben in einem Wespenstaat in vollem Gange. 5

8 Der Hochsommer kommt, und mit ihm der August. Für die Wespen bedeutet dies, dass es an der Zeit ist, größere Zellen für die Geschlechtstiere zu bauen. Aus diesen Zellen schlüpfen aus unbefruchteten Eiern Drohnen (männliche Wespen) und aus befruchteten Eiern- fruchtbare Weibchen. Sie werden von den Arbeiterinnen gefüttert, beteiligen sich jedoch nicht am Gemeinschaftsleben im Nest. Mitte August stirbt die Altkönigin, weshalb auch allmählich die restlichen Wespen sterben. Bei den Langkopfwespen ist der gesamte Staat schon Anfang September ausgestorben. Ende September / Anfang Oktober neigt sich der Lebenszyklus der Wespen dem Ende entgegen. Die Geschlechtstiere, welche sich entweder schon im Nest oder im Freien, an bestimmten Paarungsplätzen, gepaart haben, schwärmen aus. Zudem geht den Wespen die Nahrung aus, wodurch die Organisation des Staates Stück für Stück zerfällt. Die Arbeiterinnen sterben nach und nach durch die immer weiter sinkende Nachttemperatur. Kurzkopfwespen leben etwas länger. Mit der Gemeinen Wespe ist es im Oktober zu Ende und mit der Deutschen Wespe Anfang November. Die befruchteten weiblichen Geschlechtstiere sind die Jungköniginnen, die im nächsten Sommer für den Fortbestand der Wespenart sorgt. Sie überwintert in einem sicheren Unterschlupf in einem sechsmonatigen Schlaf, in der so genannten Winterstarre. Diese ist sehr Kraft sparend und durch den niedrigen Stoffwechsel, sowie die guten Fettreserven, kann eine Wespe den Winter gut überleben. Dazu trägt auch das Glykol bei, ein körpereigener Frostschutz, der die Wespe sicher durch eisige Tage bringt. Im April, wenn die Sonne wieder herauskommt, beginnt alles wieder von vorne. 4. KOMMUNIKATION DER WESPEN [7] Wespen, die in Staaten leben, kommunizieren miteinander. Nur so ist es möglich, in kürzester Zeit das Nest zu vergrößern und sich zu vermehren. Eine vergleichbare Verständigungsform wie die Tanzsprache bei der Honigbiene wurde bei den sozialen Faltenwespen bislang noch nicht festgestellt. 6

9 Man hat jedoch einige andere Verständigungsmittel bei ihnen erforschen können. Die zwei wichtigsten sind selbst erzeugte Geräusche und freigesetzte chemische Botenstoffe, sog. Pheromone. 5. BEOBACHTUNGEN ZUM NESTBAU ANHAND DES GEWONNENEN BILDMATERIALS Nach dem Finden eines geeigneten Nistplatzes, beginnt die Königin mit dem Nestbau und dem Heranziehen von Larven. Ab Ende Mai werden ihr die Arbeiterinnen, die sie herangezogen hat, dabei helfen (Abb. 2). Abb. 2: Mehrere Arbeiterinnen bei der Larvenpflege ( ). Das Nest der Faltenwespen besteht aus einer Zellulosemasse, d. h. aus zerkautem Altholz, das in seinem Aussehen grauem Umweltpapier ähnelt. Um die Holzfasern transportfähig zu machen, schabt sie mit den Kiefern die Holzoberfläche, rückwärts parallel zur Maserung laufend, ab. Sie formt aus dem Holzbrei und ein wenig Speichel eine kleine Kugel, die sie mit ihrem Mundwerkzeug festhält, während sie zum Nest zurück fliegt. 7

10 Dort angekommen wird die Kugel nochmals gut zerkaut und mit Speichel zu einem leimartigen Gemisch verarbeitet. Die Wespen bauen das Nest immer von oben nach unten. In der Nestgründungsphase gibt es nur eine horizontale Wabenetage, die erweitert wird, nachdem die ersten Arbeiterinnen schlüpfen. [8] Nach und nach werden weitere Etagen gebaut, die durch Träger miteinander verbunden sind. Unsere Wespen haben dafür das Nest jedoch zu früh verlassen. Kokon Leere Waben Larve Abb. 3: Gut sichtbar, die vorbereiteten Waben für die Larven. Einige der Waben sind schon mit Larven besetzt und einige mit Kokons ( ). Es ist von einer kugelartigen, oft mehrschichtigen Schutzhülle umgeben, die sich in ständigem Umbau befindet. Wenn das Nest zu klein geworden ist, wird die Hülle abgebaut. Mit dem gewonnenen Baumaterial wird eine größere von oben neu um das Nest gebaut (Abb. 4). Das Material unbrauchbar gewordener Wände wird bis zu drei mal wieder verwendet. Ein altes Nest wird nicht wieder besiedelt. 8

11 Abb. 4: Entwicklung des von uns beobachteten Wespennestes. 9

12 Abb. 4 (Fortsetzung): Entwicklung des von uns beobachteten Wespennestes. 10

13 Beeindruckend bei einer Fotografie war die deutliche Sichtbarkeit der Arbeitsteilung innerhalb des kleinen Staates (Abb. 5). Abb. 5: Arbeitsteilung der Arbeiterinnen innerhalb des Wespenstaates ( ); links: Arbeiterinnen beim Nestbau und rechts: bei der Larvenpflege. Zwischen dem und dem verschwand das gesamte Wespenvolk bedauerlicherweise spurlos. Wir konnten keine Erkenntnisse über den Verbleib und das weitere Schicksal der Wespen gewinnen. Das Nest wurde nach einigen Tagen von Vögeln völlig zerstört. Somit nahm die von uns gestartete Beobachtung ein zwangsläufiges Ende. 11

14 6. VERSUCH DER GATTUNGS- UND ARTBESTIMMUNG Anhand des gewonnenen Bildmaterials wollten wir versuchen die Gattung und Art der beobachteten Wespen zu bestimmen. Die Rückenzeichnungen der meisten Wespen variieren sehr stark und eignen sich daher nicht für eine eindeutige Artenbestimmung. Abb. 6 zeigt die Rückenzeichnung einer der beobachteten Wespen im Detail. Abb. 6: Rückenzeichnung einer der von uns beobachteten Wespen ( ) Zur Gattungsbestimmung werden in der Regel die anatomischen Merkmale herangezogen. Die Gattungen der Hornissen und der Feldwespen können aufgrund der Größe und Gestalt ausgeschlossen werden. Für Hornissen sind die beobachteten Wespen zu klein und für Feldwespen ist ihr Körperumfang zu groß. Es bleiben also nur noch die Gattungen der Lang- und Kurzkopfwespen. Sie werden in der Regel durch ihre unterschiedlichen Kopfformen differenziert. Wie oben bereits erwähnt (Tab. 1) ist für Kurzkopfwespen ein rundlicherer Kopf charakteristisch. Anhand unseres Bildmaterials (Abb. 7) konnten wir jedoch eine ovale Kopfform nachweisen, was für Langkopfwespen spricht. 12

15 Das nicht aggressive Verhalten der beobachteten Wespen ließ uns die Gemeine Wespe, die Deutsche Wespe und unter Umständen die Mittlere Wespe ausschließen (vgl. Tab. 1). Zur eindeutigen Artenbestimmung ist die Kopfzeichnung am besten geeignet. Ein Vergleich mit Bildern verschiedener Wespenarten (Abb. 7 und 8; Tab. 1) ergab, dass es sich bei den beobachteten Wespen um die Art der Sächsischen Wespe handeln müsste. Wir werden versuchen diese Annahme durch Befragung von Experten weiter zu stützen. Abb. 7: Bilder zur Bestimmung der Wespenart anhand der Kopfform und der Stirnzeichnung (links: ; rechts: ). Abstand Abb. 8: Kontrastverstärktes Bild mit den hervorgehobenen anatomischen Merkmalen der Köpfe der beobachteten Wespen. 13

16 7. BILDNACHWEIS Restliche Bilder einschließlich des Titelbildes: eigene Fotos 8. LITERATUR 1: 2: Brockhaus Die Enzyklopädie in 24 Bänden, Studienausgabe, Leipzig 2001, 7, 93. 3: Brockhaus Die Enzyklopädie in 24 Bänden, Studienausgabe, Leipzig 2001, 9, : 5: Michel Oelschlägel, 6: Peter Tauchert, 7: Dieter Kosmeier, 8: 9. DANKSAGUNG Wir danken unserem betreuenden Lehrer Herrn Oberstudienrat Otto Schäfer, der Schulleitung der Georg-Kerschensteiner Schule Müllheim, Frau Oberstudiendirektorin Beate Wagner und Herrn Dipl. chem. Stefan Müller. 14