Raupe
© picture alliance / dpaDie Raupe wächst - die Größe der Luftröhre bleibt gleich.

In den verschiedenen Raupenstadien wächst das Atmungssystem nicht mit. Sie drohen zu ersticken. Daher häuten sich Raupen mehrmals, bevor sie Schmetterlingen werden.

Sauerstoffmangel ist der Grund, warum Raupen sich vier bis fünf Mal häuten, bevor sie sich in Schmetterlinge oder Motten verwandeln. Wie Fred Nijhout und Viviane Callier von der Duke University herausfanden, wächst das Atmungssystem in den verschiedenen Raupenstadien nicht mit. Während die Raupe selber größer wird, bleibe ihre Sauerstoffaufnahme begrenzt, schreiben die Forscher in den Proceedings der US-Akademie der Wissenschaften (PNAS). Wird der Sauerstoff zu knapp, häute sich die Raupe.

Der Tabakschwärmer, ein Nachtfalter, entledigt sich immer dann seines Hautpanzers, wenn er 4,8 Mal mehr wiegt als direkt nach seiner letzten Häutung. Dies hatte Nijhout bereits durch frühere Forschung herausgefunden. Wie die Raupen spürten, dass sie diese Größe erreicht hatten, war dagegen nicht klar.

Sauerstoffmangel steuert Körpergröße

In der neuen Studie maßen Nijhout und Callier nun das Atemsystem der Raupe. Sie fanden heraus, dass die Größe der Luftröhre in jedem Entwicklungsstadium stabil bleibt, während der restliche Körper weiterwächst. Wenn die Raupe 4,8 Mal schwerer geworden ist als zu Beginn des jeweiligen Entwicklungsstadiums, drohe sie zu ersticken. Dann scheide sie das Hormon Ecdyson aus, womit der Häutungsprozess einsetze. Eine neue, längere Luftröhre sei der einzige Weg, den größer gewordenen Körper mit Sauerstoff zu versorgen und weiter zu wachsen.

Mit dieser Studie haben Wissenschaftler zum ersten Mal einen einzelnen Faktor identifiziert - in diesem Fall Sauerstoffmangel - , der die Körpergröße in den verschiedenen Entwicklungsstadien steuere, sagte Nijhout, Leiter der Studie. Die Körpergröße sei für alle Organismen ein fundamentales Merkmal und beeinflusse entscheidende Prozesse wie die Art der Bewegung, der Paarung oder der Anfälligkeit für Krankheiten, wie Callier betonte.

dpa