Steinfliege

Die Steinfliege (Plecoptera) hat ungefähr 3.500 bekannte Arten, von denen 514 in Europa verbreitet sind. Dies sind Vertreter der Ordnung der Insekten aus der Klade Polyneoptera mit unvollständiger Metamorphose. Erwachsene sind im Frühjahr häufiger, weshalb sie ihren Namen – Steinfliegen. Alle Steinfliegenarten vertragen keine Wasserverschmutzung, und ihre Anwesenheit in einem Bach oder stehenden Gewässer ist normalerweise ein Indikator für eine gute Wasserqualität.

Herkunft der Art und Beschreibung

Foto: Steinfliege

Plecoptera (Libellen) sind eine kleine Ordnung exopterygoter Insekten. Der Orden hat eine lange, aber ziemlich fragmentierte Geschichte, die bis in die frühe Perm-Zeit zurückreicht. Unter den Exemplaren aus baltischem Bernstein, dessen Alter hauptsächlich dem Miozän (vor 38-54 Millionen Jahren) zugeschrieben wird, heben sich rezente Familien deutlich ab. Wissenschaftler haben bereits 3.780 Arten beschrieben und finden weltweit neue Arten, von denen 120 Fossilien sind.

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Steinfliegen gehören zur Gruppe der morphologisch primären Insektenordnungen, Polyneoptera. Innerhalb von Polyneoptera haben Wissenschaftler verschiedene Hypothesen über die taxonomische Einteilung der Libellen aufgestellt, aber bisher sind sie zu keinem Konsens gekommen. Die molekulare Analyse konnte keine Beziehungen zwischen verschiedenen Gruppen aufdecken, und die Ergebnisse sind abhängig vom gewählten Forschungsmodell und den analysierten Taxa nicht stabil.

Interessante Tatsache: Der Name “Plecoptera” bedeutet wörtlich „Weidenflügel“, aus dem Altgriechischen Pleinein (πλέκειν, „vor dem Weben“) und Pteryx (πτέρυξ, „Flügel“). Dies bezieht sich auf die komplexe Anordnung ihrer zwei Flügelpaare, die häutig sind und sich flach auf ihren Rücken legen. Libellen sind im Allgemeinen keine starken Flieger, und einige Arten sind völlig flügellos

Traditionell wurden Protoperlarier, die in der Karbonzeit (Pennsylvanian) entdeckt wurden, als Vertreter der Ordnung der Schmetterlinge angesehen. Späteren Studien zufolge wurde festgestellt, dass sie nicht mit Schmetterlingen verwandt sind. 2011 wurde erstmals eine fossile Steinfliege aus der Karbonzeit beschrieben, die in vielerlei Hinsicht bereits der heutigen Ordnung entspricht.

Die meisten Beschreibungen fossiler Steinfliegen aus dem Eozän gehören fünf Familien an: Nemuriden, Perlidae, Perlodidae, Taeniopterygidae und Leuctriden. Ein Mitglied der Familie Perlidae wurde auch in etwas jüngerem dominikanischem Bernstein gefunden, was besonders überraschend war, da auf den Antillen (dem Ursprung des dominikanischen Bernsteins) keine rezenten Libellenvertreter gefunden wurden.

Aussehen und Eigenschaften

Foto: Wie sieht eine Steinfliege aus

Steinfliegen sind relativ weichhäutige, längliche Insekten mit zylindrischer oder leicht abgeflachter Körperkontur. Sie sind meist dunkel und wenig farblich kontrastreich. Einige Familien haben einen stroh- oder gelblichen Farbton in Kombination mit dunkleren Farben, die Chloroperlidae-Art hat eine grünliche Farbe.

Nur in der (außereuropäischen) Familie Eustheniidae kommen bunt gefärbte Tiere vor. Die Flügel sind durchsichtig oder bräunlich, selten mit dunklen Flecken. Sie liegen in Ruhestellung auf dem Rücken flach übereinander, oft leicht gebogen, teilweise um den Oberkörper gewickelt. Bei vielen Arten sind die Flügel verkürzt und nicht funktionsfähig (oft nur bei Männchen).

Interessante Tatsache: Die meisten Arten haben eine Länge von 3,5 bis 30 mm. Die größte Art ist Diamphipnoa mit einer Körperlänge von etwa 40 mm und einer Flügelspannweite von 110 mm.

Der Kopf der Steinfliege ist nach vorne geschoben, manchmal leicht hängend, oft auffallend breit. Auf dem Kopf von Insekten befinden sich lange Antennen bis zur halben Körperlänge. Die Augen sind zusammengesetzt, normalerweise mit einer großen und halbkugelförmigen Wölbung. Die Brustzellen sind etwa gleich groß, die Brustvorderseite (Prothorax) ist oft flach, manchmal erweitert. Die Beine sind dünne Gliedmaßen, die Hinterbeine sind länger als die Vorderbeine.

Es gibt vier durchscheinende Flügel. Das vordere Flügelpaar ist länglich-oval, das hintere etwas kürzer, aber deutlich breiter. Die Adern an den Flügeln sind sehr ausgeprägt und unterscheiden sich je nach Familie durch ausgeprägte Queradern. Der Bauch ist immer verlängert. Die ventralen und dorsalen Platten sind frei, manchmal ringförmig mit den hinteren Segmenten verwachsen. Zehn Segmente des Abdomens sind sichtbar. Das Hinterteil entwickelt sich besonders bei Männchen oft zu sehr prominenten und aufwendig gestalteten Paarungsorganen. Ein Paar Langschwanzfäden hat je nach Familie eine unterschiedliche Länge, manchmal sind sie sehr verkürzt und unsichtbar.

Wo lebt die Steinfliege?

Foto: Steinfliege

Steinfliegen kommen auf der ganzen Welt vor, mit Ausnahme der Antarktis. Sie leben sowohl auf der Süd- als auch auf der Nordhalbkugel. Ihre Populationen sind ziemlich unterschiedlich, obwohl evolutionäre Beweise darauf hindeuten, dass einige Arten den Äquator überquert haben könnten, bevor sie wieder geografisch isoliert wurden.

Einige wenige flügellose Arten, wie die benthische Steinfliege des Lake Tahoe (Capnia lacustra) oder Baikaloperla, sind die einzigen Insekten, von denen bekannt ist, dass sie von der Geburt bis zum Tod ausschließlich im Wasser leben. Einige echte Wasserwanzen (Nepomorpha) können auch ihr ganzes Leben lang im Wasser bleiben, können aber auch Wasser verlassen, um zu reisen.

Wissenswertes: Bei den Larven der Steinfliege (Perla marginata) wurde 2004 blaues Hämocyanin im Blut gefunden. Bis dahin ging man davon aus, dass die Atmung der Steinfliege, wie alle Insekten, ausschließlich auf der Trachealmethode beruht. In neueren Studien wurde festgestellt, dass Hämocyanin in Insekten häufiger vorkommt. Blutfarbstoff wurde in vielen anderen Steinfliegenlarven gefunden, scheint aber bei vielen Arten biologisch inaktiv zu sein.

Steinfliegenlarven werden hauptsächlich unter Felsen in kühlen, unverschmutzten Bächen gefunden. Einige Arten können an den felsigen Ufern kalter Seen, in den Rissen untergetauchter Baumstämme und in Trümmern gefunden werden, die sich um Felsen, Äste und Wassergitter ansammeln. Im Winter bleiben Larven oft an Betonbrücken über Bäche haften, und einige Arten findet man direkt im Schnee oder an warmen Spätwintertagen auf Zäunen.

Im Frühling und Sommer ruhen Erwachsene auf Felsen und Baumstämmen im Wasser oder auf den Blättern und Stämmen von Bäumen und Sträuchern in der Nähe des Wassers. Die Larven leben meist auf harten Substraten wie Steinen, Kies oder Totholz. Einige spezialisierte Arten leben tief im Sand, sie sind meist sehr blass mit wenigen Borsten (zB Gattungen Isoptena, Paraperla, Isocapnia). Alle Plecoptera-Arten vertragen keine Wasserverschmutzung, und ihre Anwesenheit in einem Bach oder stehenden Gewässer ist normalerweise ein Hinweis auf eine gute oder ausgezeichnete Wasserqualität.

Was frisst die Steinfliege?

Foto: Steinfliege

Wie oben erwähnt, fressen kleinere Arten Grün und Kieselalgen + Detritus. Die großen Arten sind großköpfige Raubtiere mit spitzen, gezackten Kiefern und ernähren sich von 3-4 Larven pro Tag oder mittelgroßen Fliegen. Erwachsene Perla – die Larve kann empfindlich sein und Finger beißen, nachdem sie sie ungeschickt berührt hat. Aufgrund der Ansammlung von Fetten im Körper können Tiere monatelang ohne Nahrung überleben.

Die Ernährung kann je nach Stadium und Lebensraum sehr unterschiedlich sein. Insbesondere werden relativ kleine und empfindliche Hautorganismen wie Eintagsfliegen- und Mückenlarven entwickelt.

Die Hauptnahrung von Steinfliegenlarven sind:

• Mückenlarven;
• Mückenlarven;
• Eintagsfliegenlarven;
• andere kleine wirbellose Tiere;
• Algen.

Steinfliegenlarven überwintern erst, wenn das Wasser vollständig gefriert. Sie ernähren sich das ganze Jahr über und wachsen und häuten sich ständig. Große Steinfliegenlarven häuten sich insgesamt 33 Mal während der 2-3-jährigen Larvenlebensdauer. Nur 18 Häutungen finden im ersten Lebensjahr statt. Das Larvenstadium der Steinfliege ist als Hauptwachstumsstadium für das Auflaufen und die Habitatauswahl wichtig.

Erwachsene Steinfliegen sind im Gegensatz zu gefräßigen Larven keine Raubtiere. Einige Arten erwachsener Steinfliegen ernähren sich überhaupt nicht, aber für Pflanzenfresser dienen Algenbeläge auf Rinde, verrottetem Holz und anderen relativ weichen Substraten als Nahrung. Einige Arten können ihr Gewicht nach dem Schlüpfen vor der Eiablage verdoppeln. Selbst in Gruppen mit stark reduzierten Mundteilen ist die Nahrungsaufnahme häufiger als bisher angenommen. Die Lebensdauer von Steinfliegen beträgt mehrere Tage bis mehrere Wochen.

Charakter- und Lebensstilmerkmale

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Steinfliegenlarven sind wasserliebend, mit Ausnahme einiger Arten, deren Larven in feuchten Lebensräumen an Land leben. Sie zeigen eine ausgeprägte Affinität zu kalten, meist sauerstoffreichen Gewässern, wobei Bäche von einer deutlich höheren Artenzahl bewohnt werden als stehende Gewässer. Dementsprechend sind sie in den nördlichen und gemäßigten Breiten artenreicher als in den Tropen.

Bei manchen Arten können bei einer Wassertemperatur von 2°C Larven aus dem Ei schlüpfen. Die maximal zulässige Wassertemperatur, selbst wenn es an wärmeres Wasser angepasst ist, liegt es bei etwa 25 ° C. Viele Arten entwickeln sich im Winter und schlüpfen im zeitigen Frühjahr (Winterarten). Sommerarten, die sich während der Sommermonate entwickeln, treten während der wärmsten Sommermonate oft in die Diapause ein.

Interessante Tatsache: Die Bewegung der Steinfliege im Flug wird durch eine geringe Flugeffizienz und eine geringe Neigung zum Fliegen begrenzt. In einer britischen Studie blieben 90 % der Erwachsenen (unabhängig vom Geschlecht) weniger als 60 Meter von Larvengewässern entfernt, unabhängig davon, ob das Gebiet bewaldet oder offen war.

Die Larven entwickeln sich eher langsam. Die Anzahl der Glieder hängt von den Lebensumständen ab. In Mitteleuropa beträgt die Generationsdauer meist ein Jahr, wobei einige große Arten mehrere Jahre brauchen, um sich zu entwickeln. Winterarten wählen oft Hohlräume, die nach dem Einfrieren unter einer Eisdecke aus Wasser entstanden sind, aber sie können in dieser kalten Umgebung nicht fliegen und verlassen ständig die Küste. Viele Arten verstecken sich bevorzugt in halbdunklen Unterständen: unter Brücken, auf der Unterseite von Ästen und Blättern, in Ritzen in Baumrinden. Andere sind eindeutig tagaktive Tiere, die bei hellem Licht und hoher Luftfeuchtigkeit fliegen.

Soziale Struktur und Fortpflanzung

Foto: Steinfliegenpaar

Anders als Weibchen sind frisch geschlüpfte Männchen noch nicht kopulationsfähig. Sie brauchen einige Zeit, um vollständig auszureifen, insbesondere bis die Körperoberfläche und die Begattungsorgane verhärtet sind. Die männlichen Fortpflanzungsorgane unterscheiden sich von einer Art zur anderen. Die Paarung findet am Boden statt, wobei sich die Geschlechter am Geräusch des Untergrundes finden und erkennen können. Das männliche “Trommeln” auf dem Bauch mit einem bestimmten Rhythmus, und das Weibchen antwortet ihm. Der Trommelwirbel dauert einige Sekunden und wiederholt sich in regelmäßigen Abständen von 5-10 Sekunden.

Die Eiablage erfolgt wenige Tage nach der Paarung oder je nach Art nach einer bestimmten Reifephase als kompakte Eimasse an der Wasseroberfläche. Eimasse breitet sich schnell im Wasser aus. Bei einigen Arten (z. B. der Familie Capniidae) schlüpfen die Larven unmittelbar nach der Eiablage. Nur sehr wenige Gattungen vermehren sich parthenogenetisch. Das Weibchen kann bis zu tausend Eier legen. Sie wird über das Wasser fliegen und ihre Eier ins Wasser werfen. Die Steinfliege kann auch an einem Felsen oder Ast hängen und Eier legen.

Interessant: Die Kopulation dauert mehrere Minuten und wird mehrmals wiederholt. Bei der ersten Paarung werden jedoch alle Eier befruchtet, andere Häufungen haben also keine biologische Bedeutung.

Die Eier sind mit einer klebrigen Schicht bedeckt, die es ihnen ermöglicht, an Felsen zu haften, damit sie sich nicht mit dem sich bewegenden Strom bewegen. Die Eier brauchen normalerweise zwei bis drei Wochen, um zu schlüpfen, aber einige Arten machen eine Diapause, wobei die Eier während der Trockenzeit inaktiv bleiben und nur unter den richtigen Bedingungen heranreifen.

Insekten bleiben je nach Art ein bis vier Jahre in der Larvenform und durchlaufen 12 bis 36 Häutungen, bevor sie das Erwachsenenstadium erreichen, um zu erwachsenen Landinsekten zu werden. Männchen schlüpfen normalerweise etwas früher als Weibchen, aber die Zeiten überschneiden sich stark. Vor der Reife verlassen die Nymphen das Wasser, heften sich an eine feste Oberfläche und häuten sich zum letzten Mal.

Erwachsene überleben normalerweise nur wenige Wochen und schlüpfen nur zu bestimmten Jahreszeiten, wenn die Ressourcen optimal sind. Erwachsene sind keine starken Flieger und bleiben normalerweise in der Nähe des Baches oder Sees, aus dem sie schlüpfen. Nach der Paarung schwindet die Lebenskraft der Steinfliege sehr schnell. Männchen leben etwa 1-2 Wochen. Die Flugzeit der Weibchen dauert etwas länger – 3-4 Wochen; aber sie sterben auch kurz nach dem Legen.

Natürliche Feinde der Steinfliege

Foto : Wie sieht eine Steinfliege aus

Da Steinfliegen für die Larvenentwicklung auf kühles, gut mit Sauerstoff angereichertes Wasser angewiesen sind, sind sie sehr anfällig für Abwassereinleitungen in Wasserläufe. Jeder Abfluss, der den Sauerstoffgehalt des Wassers reduziert, zerstört sie schnell. Selbst relativ kleine Verschmutzungsquellen, wie z. B. die Entwässerung von Farmen, können Libellen in nahe gelegenen Bächen töten. Außerdem kann ein übermäßiger Anstieg der Wassertemperatur im Sommer Libellen aus ihrem Lebensraum vertreiben.

Die Hauptfeinde von Steinfliegenlarven sind Fische + Wasservögel. Allesfressende Fische fressen Larven in großen Mengen und kleine Fische können Libelleneier fressen. Larven sind eine Lieblingsspeise von Vögeln, die in seichten Gewässern leben, die mit Schilf und anderer Wasservegetation bewachsen sind.

Dazu gehören:

• Watvögel;
• Reiher;
• Seeschwalben;
• Enten;
• weiße Bachstelzen;
• schwarze Mauersegler;
• goldene Bienenfresser;
• Buntspecht usw.

Ein Teil der Wasserwanzen und Schwimmkäfer jagt Steinfliegenlarven. Kleine Larven werden von Süßwasserhydras gefangen. Erwachsene Steinfliegen können in die Netze von Radspinnen, Wanderspinnen und Tetragnathien-Spinnen geraten, die in der Nähe von Gewässern gewebt werden. Erwachsene Steinfliegen werden von Ktyr-Fliegen gefangen. Unter Reptilien oder Säugetieren gibt es keine Feinde der Steinfliege.

Population und Artenstatus

Foto: Steinfliegeninsekt

Es ist unwahrscheinlich, dass irgendeine Steinfliegenart als gefährdet oder gefährdet in die Liste des Roten Buches aufgenommen wurde gefährdet. Der Grund dafür ist jedoch, dass die Untersuchung der Verbreitung und Populationsgröße einer so vielfältigen Gruppe von Organismen eine äußerst schwierige Aufgabe ist. Darüber hinaus verstehen oder schätzen die meisten Menschen die Bedeutung dieser kleinen Kreaturen in Süßwasserökosystemen nicht.

Es besteht kein Zweifel, dass einige Arten von Steinfliegen vom Aussterben bedroht sind und möglicherweise sogar vom Aussterben bedroht sind. Höchstwahrscheinlich sind dies Arten, die enge ökologische Anforderungen haben und in einzigartigen Lebensräumen leben, die nicht durch menschliche Aktivitäten gestört wurden. Überlastete Kläranlagen entsorgen menschliche Exkremente, die beim Zerfall den gesamten Sauerstoff verbrauchen.

Die Zahl der Steinfliegen wird durch die Freisetzung giftiger Substanzen stark reduziert, nämlich:

• Emissionen aus Fabriken und Bergwerken;
• landwirtschaftliche Abfälle;
• Forstwirtschaft;
• Stadtentwicklung.

Die Steinfliege ist der Verschmutzung durch nicht raffinierte Quellen ausgesetzt. Dieses Problem entsteht durch übermäßige Mengen an Nährstoffen und Sedimenten, die aus einer Vielzahl von Quellen, die schwer zu verfolgen sind, in Bäche, Flüsse, Teiche und Seen gelangen. Viele Steinfliegenarten werden abgetötet, weil überschüssige Nährstoffe und Sedimente die Oberflächen bedecken, auf denen sich ihre Larven verstecken sollen. Heute kämpft die Welt ernsthaft gegen diese Emissionen und sie gehen allmählich zurück.