Nutzung von Blütenpollen durch Schmetterlinge

Die Nutzung von Blütenpollen als zusätzliche Nahrungsquelle ist ein einzigartiges Verhalten, das innerhalb der Tagfalter nur bei Vertretern der Gattungen Heliconius und Laparus vorkommt und den Schlüssel zum Verständnis ihrer hoch entwickelten Biologie darstellt. Pollenkörner liefern den erwachsenen Schmetterlingen essentielle Aminosäuren, die als Stickstoffquelle zur körpereigenen Synthese von Giftstoffen dienen, ein auffällig langes Leben mit lebenslanger Reproduktion ermöglichen und auch bei Paarungsgeschenken eine Rolle spielen. Die Mundwerkzeuge und das Verhalten an bestimmten Blüten zeigen Anpassungen an das Sammeln von Pollen und die extraorale Extraktion der am Rüssel haftenden Pollenkörner. Der Extraktionsvorgang ist bisher nicht untersucht, auch gibt es bisher keine detaillierten Studien über Besonderheiten des Verdauungstraktes und es fehlen Hypothesen über den evolutionären Ursprung dieser verblüffenden und für Insekten neuartigen Methode der Nährstoffgewinnung. Das Ziel dieses 3-jährigen Forschungsprojekts ist es, den Mechanismus und die Evolution der Extraktion von Pollenkörnern aufzuklären. In einem vergleichenden Ansatz wollen wir untersuchen, (1) welche Körperflüssigkeit zur Pollenextraktion eingesetzt wird, (2) ob entsprechende innere Organe Besonderheiten aufweisen, (3) auf welche Weise die Pollenkörner während des Extraktionsprozesses verändert werden und ob sie dadurch für die Bestäubung verloren gehen, ferner soll (5) auf den evolutionären Ursprung dieser Verhaltensweise geschlossen werden, indem das Rüsselputzverhalten bei verschiedenen verwandten Schmetterlingen analysiert wird. Die Untersuchung kombiniert anatomische Methoden (LM und EM Techniken), chemische Analysen und experimentelle Arbeit in Labors der Universität Wien mit Freilandarbeiten in der Biologischen Station La Gamba (Costa Rica). Die Laboruntersuchungen an Schmetterlingen der Gattungen Heliconius, Laparus und Vergleichsarten sollen vergleichend-anatomische Ergebnisse liefern und die chemischen Analysen und Verhaltenstests standardisieren, die dann mit Ergebnissen verschiedener Heliconius-Arten aus Freilandpopulationen in Costa Rica verglichen werden können. Das Verständnis, wie Aminosäuren aus Pollenkörnern gewonnen werden, liefert die Grundlage für die Rekonstruktion der Evolution dieses für Schmetterlinge einzigartigen Verhaltens, das entscheidende Folgen für die Biologie und Lebensweise dieser Insekten hat, und darüber hinaus auch wichtige Informationen für die Haltung dieser Tiere in Zoos und Schmetterlingsausstellungen liefert.