Lösungen Aufgabe 1: Lies die folgende Beschreibung und unterstreiche die Körpermerkmale. Deutliche Gliederung des Körpers in Kopf (Caput), Brust (Thorax) und Hinterleib (Abdomen). Alle Körperteile bestehen aus einzelnen Segmenten mit einer Rücken-, Bauch- und zwei Seitenplatten. Seitlich von den einzelnen Segmenten sind die Stigmen, die Öffnungen des Tracheensystems, angelegt. Zwischen den Segmenten befinden sich dehnbare Häutchen (Intersegmentalhäute), die für die Beweglichkeit der Segmente sorgen. Ein fester Chitinpanzer als äußere Schicht des Körpers. Der Rücken der Asiatischen Tigermücke ist vollständig von Schuppen bedeckt und enthält Farbstoffe. In den Chitinpanzer eingelagert und über den ganzen Körper verteilt liegen die Sinnesorgane. Diese reagieren auf Erschütterungen und Schwingungen, können jedoch auch Gerüche, Feuchtigkeit oder Temperaturen wahrnehmen. Weiterhin nehmen die deutlich voneinander getrennten Facetten- und Punktaugen optische Signale auf. Drei Beinpaare, die, abhängig von ihrer Funktion, sehr unterschiedlich gestaltet sein können. Der Grundaufbau aus Hüfte, Schenkelring, Oberschenkel, Schiene und gegliedertem Fuß (Tarse) ist jedoch immer gleich. Die Beine befinden sich am Thorax. Mücken als geflügelte Insekten tragen außerdem ein Paar Hautflügel am Thorax; statt Hinterflügeln besitzen Stechmücken zwei Schwingkölbchen. Je nach Ernährungsweise sind die Mundwerkzeuge sehr unterschiedlich ausgebildet. Mücken haben stechend-saugende Mundwerkzeuge, viele Fliegen z. B. leckend-saugende oder die Käfer kauend-beißende Mundwerkzeuge. Asiatische Tigermücken verfügen über einen langen Stechrüssel (Proboscis) und Mundtaster (Palpen). Bei den Männchen sind diese deutlich länger als der Stechrüssel während sie bei den Weibchen deutlich kürzer sind. Die Fühler der Männchen sind im Vergleich zu denen der Weibchen viel buschiger. Aufgabe 2: Beschrifte die nachfolgende Skizze einer Asiatischen Tigermücke. Benutze dazu die Fachbegriffe aus dem vorangegangenen Text. 1 – Kopf (Caput) 2 – Brust (Thorax) 3 – Hinterleib (Abdomen) 4 – Fuß (Tarse) 5 – Hautflügel 6 – Stigmen 7 – 3 Beinpaare (mit Schenkelring) 8 – Facettenaugen 9 – Stechrüssel (Proboscis) 10 – Antennen 11 – Mundtaster (Palpen) Aufgabe 3: a) Erstelle einen Steckbrief für die Asiatische Tigermücke. Beschreibe sie genau! Suche dir entsprechende Abbildungen. Asiatische Tigermücke: 2 – 10 mm groß, schwarz-weiß gemusterte Beine, silbrig gefärbte Tarsen, silbrige Linie mittig am Kopf, die sich am Brustteil fortsetzt, dunkel gefärbter Stechrüssel, silbriges Spitzensegment der Palpen, an den Seiten des Thorax und am Hinterleib zahlreiche Flecken mit silbrig-weißen Schuppen, Hinterbeine sind oft in die Luft gehoben. b) Male die Zeichnung der Asiatischen Tigermücke entsprechend der Beschreibung farbig an. Siehe Abbildung auf Material 1 c) Verwechselung ausgeschlossen! Stelle die Unterschiede zwischen einer Asiatischen Tigermücke und der hier heimischen Gemeinen Stechmücke (Nördliche Hausmücke) gegenüber. Gemeine Stechmücke(Nördliche Hausmücke) ist kleiner: 3 bis 7 mm lang, langer, schlanker Körper, schmale Flügel, lange Beine, dunkelbrauner Hinterleib, weiß gebändert. Unterschiede: Größe, Farbe der Beine, Linie auf Kopf und Thorax Aufgabe 4: Ergänze die Lücken im folgenden Text mit den passenden Begriffen. Benutze dazu die folgenden Wörter: „Spendern“, Nektar, Flügelschlagton, Eier, Summen, Reize, Säugetiere, Proteine, Vögel Die Männchen der Asiatischen Tigermücke finden das Summen der Weibchen außerordentlich attraktiv. Sie können es mithilfe spezieller Hörorgane an der Basis ihren buschigen Antennen wahrnehmen (Johnstonsches Organ). Mittlerweile weiß man, dass auch die Weibchen auf den Flügelschlagton der Männchen reagieren. Die Männchen halten sich vorwiegend in der Nähe von potentiellen Wirten, also „Spendern“ von Blut für die Weibchen auf, um hier auf ihre weiblichen Artgenossen zu treffen. Denn, alle weiblichen Stechmücken saugen Blut. Sie benötigen die im Blut enthaltenen Proteine, um Eier produzieren zu können. Pro Eiablagezyklus sind dies zwischen 40 und 90 Eier. Ansonsten ernähren sie sich - wie auch die Männchen - von Nektar und anderen süßen Pflanzensäften. Um einen Wirt zu finden, spielen mehrere Faktoren eine Rolle: Das vom Wirt produzierte Kohlenstoffdioxid, organische Substanzen, die auf der Haut vorkommen (z. B. Fettsäuren, Ammoniak, Milchsäure) und Feuchtigkeit. Außerdem kann der Wirt optisch erkannt werden. Neben dem Menschen werden auch andere Säugetiere und Vögel gestochen. Zunächst findet die Suche nach einem Wirt ungerichtet statt. Erst wenn entsprechende Reize wahrgenommen werden, erfolgt der Anflug zielgerichtet. Aufgabe 5: a) Ordne den Abbildungen die richtigen Textkärtchen zu. b) Bringe dann die Kärtchen in eine sinnvolle zeitliche Abfolge. 1 2 Es werden zwischen 40 und 90 etwa 0,5 mm lange schwarze Eier einzelnen und manchmal auch an mehreren Orten deponiert. Dies geschieht in kleinen Wasseransammlungen, z. B. in Regenrinnen, mit Wasser gefüllte Behälter oder auch in Astlöchern, Blattachsen von Pflanzen oder Bambusstückchen. Besonders begehrt sind Autoreifen, die im Freien gelagert werden. Die Eier der Asiatischen Tigermücke können über Monate Trockenheitsund Kälteperioden überdauern. Welche Reize letztlich das Schlüpfen der Larven auslösen, ist nicht vollständig geklärt. Im Wasser gibt es vier Larvenstadien. Nach Abschluss jedes Stadiums häutet sind die Larve. Dies wird von der Konzentration des Juvenilhormons im Blut ausgelöst. Die Larven haben an ihrem Hinterende ein Atemröhrchen, mit dem sie sich kopfüber an die Wasseroberfläche hängen. Mit Hilfe ihrer Mundwerkzeuge strudeln sie sich organisches Material und Mikroorganismen zu und fressen es. 3 Nach der vierten Häutung verpuppen sich die Larven. Dies ist ein Ruhestadium, in dem das Tier keine Nahrung aufnimmt und sich in das erwachsene Tier umwandelt. Auch die Puppen hängen unter der Wasseroberfläche und atmen durch zwei Atemröhrchen am Vorderende. Bei Störungen können sie abtauchen und fliehen. 4 Die erwachsenen Tiere (Imagos) schlüpfen innerhalb weniger Minuten aus einem dorsalen Riss in der Puppenhaut. Schon nach etwa einer Stunde sind sie flugfähig. Männchen schlüpfen oft früher als die Weibchen. c) Versuche eine Erklärung mit deinen Worten: Was versteht man unter dem Begriff „Metamorphose“? Metamorphose: Umgestaltung, Verwandlung. Umwandlung Adultstadium, dem geschlechtsreifen, erwachsenen Tier. der Larvenform zum Aufgabe 6: a) Suche in offenen Regentonnen nach Larven und Puppen von Stechmücken. Betrachte sie vorsichtig unter einem Binokular. Vielleicht findest du auch ein erwachsenes Tier? b) Abends sieht man häufig tanzende Mückenschwärme. Aber nicht jede Mücke sticht! Begründe dies! Dichte Mückenschwärme bestehen fast immer aus Männchen. Diese stechen nicht. Nur die weiblichen Mücken benötigen Blut, um Eier produzieren zu können. c) Informiere dich: Womit summen Mücken? Das Summen entsteht durch die Muskulatur im Vorderkörper. Beim Flügelschlag ziehen sich die Muskeln der Insekten dort zusammen und entspannen sich dann wieder. Diese Bewegung geht blitzschnell vonstatten und versetzt nicht nur die Flügel, sondern auch die Luft in Schwingungen. So entsteht das Geräusch, das wir als Summen wahrnehmen. Das Summen hilft den Mücken bei der Fortpflanzung. Das Geräusch der männlichen Mücken liegt bei einer Frequenz von etwa 600 Hertz. Dagegen kommen die Weibchen nur auf 550 Hertz, weil sie ein wenig langsamer mit den Flügeln. Sie erzeugen ein tieferes Geräusch. Dieses Zeichen von Weiblichkeit wirkt auf die männlichen Mücken unwiderstehlich. Aufgabe 7: Schau dir die Weltkarte an und fertige eine Liste an: In welchen Ländern kommt die Asiatische Tigermücke ursprünglich vor (blaue Markierung)? In welche Länder ist sie in den letzten 30 Jahren eingewandert (Markierung in Türkis)? Nimm evtl. einen Atlas zu Hilfe, um die Ländernamen zu finden. Ursprungsländer (blaue Markierung): Süd-Ost-Asien, Nordindien, Südindien, Ostchina, Korea, Japan, Inseln im Indischen und im Pazifischen Ozean „Einwanderungsländer“ (Markierung in Türkis): Albanien, Italien, Frankreich, Griechenland, Mittelmeerinseln, Teile von Frankreich, Deutschland und Spanien, Madagaskar, Süden der Vereinigten Staaten, Mittelamerika, Argentinien, Nigeria, Gabun, Neuguinea Aufgabe 8: a) Lies die nachfolgenden Informationen und fertige eine Zeitleiste an. In welchen Abschnitten verlief die „Einwanderung“? 1967 – typische Verbreitungsgebiete in Asien 1979 – Albanien 1986 – Brasilien, Mexiko 1990/91 – Südafrika, Nigeria, Italien Ende 1990 – mehrere Staaten in den USA, Kamerun, Guinea 1993 – Dominikanische Republik 1995 – Bolivien, Kuba, Honduras, Guatemala 1996 – El Salvador 1997 – Kaimaninseln 1998 - Argentinien 1999 – Frankreich, Paraguay 2000 – Belgien 2001 – Kolumbien, Montenegro 2002 - Panama 2003 – Schweiz, Griechenland, Uruguay, Nicaragua, Libanon, Israel 2004 – Spanien, Kroatien 2005 – Niederlande, Slowenien, Korsika, Syrien 2006 – Bosnien, Herzegowina, Gabun 2007 – Deutschland b) Welche Gründe mögen für die zunehmende Ausbreitung der Asiatischen Tigermücke in den Norden verantwortlich sein? Kennzeichne die Reisewege und die Transportmittel in der Weltkarte. Weltweite Warentransporte, weltweite Reisetätigkeiten, globale Erwärmung. Über große Distanzen erfolgt die weltweite Verbreitung der Tigermücke vorwiegend auf dem Seeweg. Daneben spielt auch der Transport in LKW, PKW und Zügen eine wichtige Rolle. c) Informiere dich: Welche Kriterien müssen erfüllt sein, damit man von Neozoen, also etablierten Arten spricht? Warum spielt wohl das Jahr 1492 eine wichtige Rolle? Drei Kriterien müssen erfüllt sein, um von einem Neozoen zu sprechen: direkte oder indirekte Einführung durch menschliche Aktivitäten nach 1492 (dem Jahr der Neu-Entdeckung Amerikas durch Kolumbus) eingeführt in Australien und Neuseeland nach 1770 (bzw. ab 1800) sich selbst reproduzierende Populationen über mindestens drei Generationen, die ohne menschliche Hilfe auskommen. 1492 charakterisiert den Beginn des Zeitalters der Kolonialisierung und damit der zunehmenden globalen Vernetzung der Länder. Dies erleichterte den bewussten und unbewussten Austausch von Tier- und Pflanzenarten zwischen Ländern und Kontinenten. Aufgabe 9: Suche nach Informationen über die im Text genannten Krankheitserreger und die Krankheiten. Erstelle eine tabellarische Übersicht. ChikungunyaVirus Chikungunya St.-LouisEnzephalitisVirus St.-LouisEnzephalitis West-Nil-Virus West-NilFieber Rascher Temperaturanstieg, hohes Fieber, Schüttelfrost; Kopf-, Muskel- und vor allem starke Gelenkschmerzen mit Gelenkschwellungen. Plötzlich einsetzendes hohes Fieber, Kopf- und Gliederschmerzen, Lichtscheu und Schwindel. Insbesondere bei älteren Menschen können im Anschluss neurologische Erkrankungen wie Meningitis (Entzündung der Hirnhaut) oder Enzephalitis (Entzündung des Gehirns) auftreten. Beim Menschen ergeben sich in 80 % der Fälle keine Symptome durch die Infektion. In anderen Fällen ergeben sich Grippe-ähnliche Symptome. Das Virus ist in der Lage, die Blut-Hirn-Schranke zu passieren und kann dadurch eine Enzephalitis oder eine Meningitis auslösen. Personen über 50 Jahre haben ein höheres Risiko, eine schwere Form der Krankheit zu Gelbfiebervirus Gelbfieber Dengue-Virus Dengue-Fieber entwickeln. Die Krankheit äußert sich in den meisten Fällen mit Fieber, Übelkeit und Schmerzen und klingt nach einigen Tagen wieder ab. Selten erfolgt eine toxische Phase, in der es zu einer verstärkten Blutungsneigung und Leberschädigung mit Gelbsucht (daher auch der Name der Krankheit) kommen kann. Die Symptome sind oft unspezifisch oder einer schweren Grippe ähnlich, können aber auch innere Blutungen umfassen. Deshalb zählt man das Denguefieber zu den hämorrhagischen Fiebern. Aufgabe 10: a) Benenne die einzelnen Teile der Haut. Nimm dazu ein Biologiebuch zur Hilfe. 1 2 3 4 5 6 7 8 Haar Haarwurzel Blutgefäße Schweißdrüse freie Nervenendigung Mückenstich Lederhaut Oberhaut b) Beschreibe dann mit deinen eigenen Worten: Was passiert bei einem Mückenstich? Aufgabe 11: Die folgende Erklärung ist durcheinander geraten. Ordne die Aussagen in die richtige Reihenfolge und nummeriere sie. 1 2 3 4 Die Asiatische Tigermücke kann Krankheitserreger (Viren, Bakterien oder auch Parasiten) übertragen. Sie gelangen mit dem Speichel der Mücke in den Körper von Menschen oder auch Tieren. Die Erreger gelangen zunächst in die Mücke, wenn sie vorher Blut eines infizierten Opfers aufgenommen hat. Die Krankheitserreger vermehren sich in der Mücke und gelangen in ihre Speicheldrüsen. 5 Dabei infizieren die Erreger (bzw. ihre Zwischenstadien) die Mücke ebenfalls. 6 Die Zeitspanne zwischen der Aufnahme eines Krankheitserregers und der Möglichkeit, ihn weiterzugeben, wird „extrinsische Inkubationszeit“ genannt. 7 Sie ist temperaturabhängig und dauert meistens zwischen 10 und 14 Tagen. 8 9 Sticht eine infizierte Mücke vor Ablauf der extrinsischen Inkubationszeit einen Wirt, kann die Krankheit noch nicht weitergegeben werden. Denkbar ist auch eine Übertragung, wenn das Insekt während der Nahrungsaufnahme bei einem infizierten Wirt gestört wurde und kurz danach auf einem anderen Wirt weitersaugt. 10 Für eine Infektion ist jedoch eine erhebliche Menge von Erregern notwendig. 11 Es ist fraglich, ob diese Mindestmenge allein bei einer Kontamination des Stechrüssels erreicht werden kann. Aufgabe 12: a) Warum findet man die Asiatische Tigermücke, aber auch andere Stechmücken nur dort, wo Süßwasser in der Nähe ist? Mücken benötigen Süßwasser für ihre Entwicklung: Die weiblichen Stechmücken legen ihre Eier im Wasser ab und die Larven und Puppen hängen unter der Wasseroberfläche. b) Lies den folgenden Text und erkläre dann die biologischen Hintergründe der Maßnahmen zur Bekämpfung. Ansammlungen von Süßwasser werden entfernt, um die Zahl möglicher Eiablageplätze zu vermindern.