Evolution Darth Vader der Insektenwelt
"Die Natur hat einen Witz gemacht, als sie die Buckelzirpen entwarf", soll einer der ersten Erforscher der Tierchen, John Henry Comstock, gesagt haben. Über den Witz lachen Entomologen immer noch gern. So außerirdisch muten die Gebilde an, die die Tierchen auf ihrem Rücken schleppen, dass Forscher gern davon sprechen, die Auswüchse seien Antennen, mit denen die Insekten mit ihrem Heimatplaneten kommunizieren.
Bisher gingen Insektenforscher davon aus, dass diese Gebilde, auch Rückenschilde genannt, Auswüchse des Außenskeletts waren, so wie das Horn des Nashornkäfers. Zwar schlugen Entomologen schon 1953 vor, dass sie auf eine Art Gliedmaß zurückgehen konnten, doch die Idee setzte sich nicht durch und verschwand bald danach schon wieder.
Bei deren Erforschung stießen Evolutionsbiologen um Benjamin Prud'homme vom Zentrum für Entwicklungsbiologie in Marseille auf eine überraschende Entdeckung. In einer im Wissenschaftsmagazin "Nature" veröffentlichten Studie zeigen sie, dass die Gebilde einmal Flügel waren.
Buckelzirpen sind weit verbreitet, doch sie leben vor allem in den Tropen. Von den über 3000 bekannten Arten kommen nur wenige in Europa vor. Am auffälligsten an ihnen sind die namensgebenden Buckel: vielfältige, teilweise bizarre Formen auf dem Rücken, die an moderne Kunst erinnern. Die Funktion bleibt derweil weiterhin unklar. Ob es sich um eine Art Camouflage oder um Schmuck handelt, ist nur für wenige Arten geklärt.
Prud'homme und seine Kollegen nutzten modernste Verfahren, um ihre Theorie über die Entstehung der bizarren Auswüchse zu bestätigen. Dabei waren sie schon mit einfachen Methoden auf den Verdacht gekommen. Beim Berühren gab bei manchen Arten der Rückenschild nach - im Gegensatz zu den starren Hörnern bei Käfern. Die Biologen vermuteten hinter dieser Flexibilität eine Art Gelenk, das den Rückenschild hält - ein Hinweis auf einen Aufbau ähnlich einem Gliedmaß. Im Elektronenmikroskop schauten sie sich die Tiere genauer an und fanden tatsächlich zwei winzige Gelenke, links und rechts am vordersten Teil des Oberkörpers. Auch diese Anzahl sprach dafür, dass die Rückengebilde umgebildete Gliedmaßen sind, denn wie Menschen bilden Insekten ihre Gliedmaßen symmetrisch aus - ansonsten wäre diese doppelte Verankerung des einzelnen Rückenschilds nicht zwingend nötig gewesen.
Doch diese Überlegungen reichten nicht, um den Ursprung der Buckel eindeutig zu klären. Also untersuchten die Biologen die Entwicklung der Insekten und beobachteten, dass sich in frühen Stadien die Vorläufer vom Rückenschild und von den Flügeln glichen. Der Rückenschild entstand dann dadurch, dass Zellklumpen von links und rechts zur Mitte wanderten und dort miteinander verschmolzen. Auch waren in diesen Regionen Gene aktiv, die normalerweise nur bei Flügeln oder Gliedmaßen vorkommen.
Damit halten die Forscher es für erwiesen, dass der Rückenschild aus Flügeln entstand - und liefern eine evolutionsbiologische Erklärung. Zwar haben heute Insekten maximal drei Paar Beine und zwei Paar Flügel. Doch Evolutionsbiologen gehen davon aus, dass Urinsekten viel mehr Gliedmaßen besaßen - wie Tausendfüßler. Sie hatten also auch dort Flügel, wo jetzt die Gelenke des Rückenschildes bei Buckelzirpen sind. Diese sind auch noch im Körperbauplan angelegt, doch bestimmte Gene verhindern normalerweise ihr Wachstum.
Die Biologen um Benjamin Prud'homme vermuten, dass bei Buckelzirpen dieser Mechanismus nicht mehr funktioniert. Den Vorfahren der heutigen Buckelzikaden wuchs also noch ein drittes Paar Flügel, das gar nicht für das Fliegen gebraucht wurde. An ihm tobte sich die Evolution aus: Befreit von dem Zwang, als Flügel funktionieren zu müssen, entwickelte es sich zu den heutigen Antennen, Geweihen und anderen bizarren Formen.
Dass in dem für solche Prozesse recht kurzen Zeitraum von 40 Millionen Jahren aus einem einzigen unnützen Paar Flügeln diese Vielfalt an Formen entstanden ist, deuten die Forscher als eindrucksvollen Beleg für die Macht der Evolution. Ein Witz sind die Buckelzirpen also doch nicht.
