Zikaden sind pflanzensaftsaugende Insekten, die vor allem in südlichen Gefilden für ihr teils lautes Zirpen bekannt sind. Bei diesen großen Singzikaden besitzt jede der über 3000 Arten einen individuellen Gesang, den die Insekten mit einem speziellen “Ohr” im Hinterleib, dem sogenannten Tympanalorgan, wahrnehmen. Das membranüberspannte Organ detektiert die Schallwellen mithilfe von rund 2000 Sinneszellen. Anders ist dies bei den Kleinzikaden, die auch in unseren Parks und Gärten zahlreich vorkommen. Trotz ihres oft sehr farbenfrohen Aussehens sind die oft nur wenige Millimeter kleinen Insekten weniger bekannt und auch ihre Kommunikation ist für uns nicht hörbar: Sie senden ihre Botschaften als Vibrationen an Artgenossen auf derselben Pflanze.
Entdeckung am Hinterleib
Bisher nahmen Biologen an, dass die Kleinzikaden für die Wahrnehmung dieser Signale die einfachen, aus nur wenigen Sinneszellen aufgebauten Organe in den Beinen nutzen, über die fast alle Insekten ohnehin verfügen. Doch das stimmt nicht, wie nun Sarah Ehlers vom Zentrum für Integrative Biodiversitätsforschung des Museums für Naturkunde in Berlin und ihre Kollegen festgestellt haben. Für ihre Studie hatten sie die Anatomie der Rhododendronzikade (Graphocephala fennahi) mithilfe mikroskopischer Verfahren und speziellen Anfärbungen von Nervenstrukturen untersucht.
Damit gelang es dem Forschungsteam, ein bisher offenbar übersehenes Organ im vorderen Hinterleib der Kleinzikaden aufzuspüren: “Wir haben herausgefunden, dass Kleinzikaden ein Sinnesorgan im vorderen Bereich des Hinterleibs besitzen, welches im Verhältnis zu solch kleinen Insekten außergewöhnlich groß ist und aus bis zu 400 Sinneszellen besteht”, berichtet Ehlers. Dieses Sinnesorgan liegt in unmittelbarer Nähe zum bereits bekannten und gut untersuchten Organ zur Signalerzeugung – umso erstaunlicher, dass es bisher übersehen wurde, so das Team. Die sechs Paare dieser als Chordotonal-Organ bezeichneten Vibrationssensoren sind teilweise mehr als 500 Mikrometer groß und bilden ein ausgeklügeltes System aus feinen Membranen und verstärkten Teilen des Exoskeletts, wie 3D-Modelle der Sinnesorgane enthüllten.
Möglicher Vorläufer des Tympanalorgans
Ehlers und ihr Team vermuten, dass die Kleinzikaden ein so komplexes System von Vibrationssensoren entwickelt haben, um die Signale ihrer Artgenossen besser von natürlichen Vibrationen unterscheiden zu können. “Kleine, auf Pflanzen lebende Insekten müssen zwischen mechanischen Wellen verschiedener Richtungen und Ursachen wie dem Wetter, Räubern oder Artgenossen unterscheiden können”, erklärt das Forschungsteam. “Vielleicht waren die gängigen Bein-Vibrationssensoren, die alle Insekten besitzen, dafür nicht ausreichend und deshalb haben die Zikaden aufwendigere mechanosensitive Organe dafür entwickelt.”
