Die Stubenfliege

FWU – Schule und Unterricht
DVD 46 02529 16 min, Farbe
FWU-Klassiker
Die Stubenfliege
4 Kurzfilme
FWU –
das Medieninstitut
der Länder
00
Lernziele – nach Lehrplänen und Schulbüchern
Am Beispiel der Stubenfliege wesentliche Merkmale des Körperbaus von Insekten kennen lernen; die Arbeitsweise der indirekten Flugmuskulatur verstehen; den Ablauf einer vollkommenen Verwandlung kennen; erkennen, dass Insekten wichtige Glieder vielfältigster Nahrungsnetze sind
der Zweiflügler (Diptera). Bei diesen ist (im
Gegensatz zu anderen, unter den Trivialnamen „Fliegen und Mücken“ zusammengefassten Arten) das hintere Flügelpaar zu
zwei Schwingkölbchen, den Halteren, umgebildet. Diese keulenförmigen Gebilde befinden sich während des Flugs ständig in Vibration. Sie dienen der Flugstabilitätskontrolle
und z. T. auch als stimulatorische Organe.
Tiere ohne Halteren verlieren das Gleichgewicht und sind meist flugunfähig. Ansonsten
ist diese Reduktion eines Flügelpaares kein
Nachteil, im Gegenteil: die Zweiflügler, insbesondere die Echten Fliegen, gehören zu den
wendigsten, schnellsten und ausdauerndsten Fliegern im Insektenreich. Gezwungenermaßen kann eine Fliege bis zu zwei Stunden
in der Luft bleiben! Die am Chitinskelett des
Thorax ansetzende indirekte Flugmuskulatur
ist der „Motor“ für die enormen Flugleistungen und kann bis zu 90 % des Thoraxvolumens einnehmen. Zwei Muskelpaare wirken
als Gegenspieler: die im Thorax längs verlaufenden Senker und die zwischen Rückenund Bauchplatte eingespannten Heber. Kontrahieren die Senker, verkürzt sich der
Brustabschnitt minimal und wölbt die Rückenplatte nach oben. Umgekehrt wird bei
der Kontraktion des Hebers die Rückenplatte
etwas nach innen gezogen. Diese winzigen
Bewegungen werden auf die kurze, gelenkige Verbindung zwischen Flügel und Rückenplatte übertragen und dabei um ein Vielfaches verstärkt. Auf diese Weise werden die
Flügel ausschließlich von der hoch frequent
schwingenden indirekten Muskelmasse (etwa 200 Mal/Sekunde) angetrieben. Sehr zarte, direkte Muskeln an den Flügelbasen sorgen für die Feinsteuerung, da die Flügel im
Flug nicht einfach auf und ab schlagen, sondern vielmehr komplizierte räumliche Bahnen beschreiben. Die Flügel bewegen sich
Vorkenntnisse
Grundkenntnisse über die Systematik von Gliedertieren; Grundlagen über den Körperbau der
Insekten
Kurzbeschreibung
Die vier Kurzfilme zeigen am Beispiel der Stubenfliege wichtige Einzelheiten über Bau und
Lebensweise eines solitär lebenden Insekts.
Real- und Trickaufnahmen verdeutlichen die Arbeitsweise der indirekten Flugmuskulatur; zur
Nahrungssuche sind Sinnesorgane erforderlich:
Geruchs- und Geschmackssinneszellen. Flüssige
Nahrung kann die Stubenfliege unmittelbar aufnehmen, feste Nahrung muss erst verflüssigt
werden, bevor sie aufgesaugt werden kann.
Nach der Paarung legt das Weibchen seine Eier
in organisches Material. Die Stubenfliege durchläuft eine vollkommene Verwandlung. Nach
zweimaliger Häutung verpuppen sich die Maden
in einem Tönnchen. Nach der Verwandlung
sprengen die Fliegen den Deckel des Tönnchens
ab und schlüpfen. Schließlich wird gezeigt, wie
vielfältige Fressfeinde, darunter Vögel, Amphibien, Spinnen, Käfer und Fleisch fressende
Pflanzen dazu beitragen, Fliegenpopulationen
trotz ihrer gigantischen Vermehrungsrate in
Schach zu halten.
Zum Inhalt
Zu den Filmen
1. Fortbewegung
Die Große oder Gemeine Stubenfliege (Musca domestica) gehört zur Insektenordnung
2
von hinten oben auf einer nach vorne ausgebeulten Bahn schräg nach vorne unten und
auf einer nach hinten ausgebeulten Bahn
wieder zurück. Während des Abschlags wird
die Bewegung bei gleich bleibender Flügelhaltung zunächst beschleunigt; die verstärkte Vorderkante der Flügel weist nach vorne.
Ende des Abschlags wird der Flügel verzögert und dabei um seine Längsachse rotiert.
Am Umkehrpunkt der Schlagrichtung erreicht – bei minimaler Schlagschwingung –
die Rotationsschwingung ihr Maximum: Die
Vorderkante des Flügels wird gedreht und
kann beim Aufschlag ebenfalls die Führung
übernehmen. Schräg nach hinten oben bewegt sich der Flügel in die Ausgangsposition
zurück. In der oberen Umkehrstellung spielt
sich die umgekehrte Bewegung ab. Vor diesem Hintergrund kann man an Flugaufnahmen sofort entscheiden, ob sie während des
Auf- und Abschlags gemacht worden sind,
man muss dazu nur die Richtung der morphologischen Vorderkante der Flügel beobachten. Die Untersuchung der Flügelbewegungen von Insekten gestaltet sich wegen
der hohen Schlagfrequenz als äußerst
schwierig. Um den Flügelschlag ordentlich
aufzulösen, muss mit entsprechend hohen
Bildfrequenzen gearbeitet werden: sollen
beispielsweise Auf- und Abschlag in je 30 Bilder zerlegt werden, sind für 200 x 30 x 2 =
12.000 Bilder/Sekunde notwendig!
Geruchsvermögen der Stubenfliegen nicht
besonders gut ausgeprägt ist. Sie finden ihre
Nahrung deshalb auch über eine Art „Herdentrieb“, der vorwiegend durch optische
Reize ausgelöst wird. Alle adulten Zweiflügler besitzen saugende Mundwerkzeuge, die
entweder als Stechrüssel oder leckende
Saugrüssel in vielfältiger Form in Erscheinung treten. Im Fall der Stubenfliege handelt
es sich um einen Tupf-Saug-Rüssel, der im
Ruhezustand eingeklappt unter dem Kopf
getragen und nur zur Nahrungssuche oder
-aufnahme vorgestreckt wird. Das Rüsselende ist von zwei halbkreisförmigen Saugpolstern besetzt, die wie ein Kissen über die
Nahrung gebreitet werden. Über die tracheenartigen Halbröhren an der Unterseite
der Saugpolster wird die flüssige bzw. zuvor
mit Hilfe von Speichelsaft aufgelöste Nahrung aufgetupft und zur Mundöffnung geführt. Von dort gelangt sie durch SaugPump-Wirkung in den Kropf, der als temporäres Nahrungsreservoir dient. Erst bei Bedarf wird die Nahrung an den Mitteldarm
weitergegeben. Da der zum Kropf führende
Gang schon im mittleren Brustabschnitt von
der Speiseröhre abzweigt, muss die Fliege
die sich im Kropf befindende Nahrung in den
vorderen Abschnitt des Verdauungssystems
„erbrechen“. Unter Umständen kann der
Kropfinhalt dabei das Ende des Rüssels erreichen und austreten; kleine Reste davon
werden bisweilen auf der Unterlage abgesetzt. Neben der Abgabe des Speichelsafts
fördert auch dieser Vorgang ungemein die
Verschleppung und Ausbreitung von Krankheitserregern. Die zuvor an Kot, faulenden
Substanzen (siehe unten, Fortpflanzung),
Abfällen etc. aufgenommenen Keime gelangen so leicht auf den Menschen – oder seine
Nahrungsmittel. Die mit Haaren und Borsten
reich besetzte Oberfläche der Fliegen be-
2. Ernährung
Die Insekten haben sich im Laufe der Evolution nach und nach jede denkbare Nahrungsquelle erschlossen. Erwachsene Fliegen zeigen keine besonderen Vorlieben, zuckerhaltige Nahrung nehmen sie genauso an wie eiweiß- oder fetthaltige. Die vergleichsweise
geringe Anzahl der Geruchssinneszellen auf
den Fühlern legt den Schluss nahe, dass das
3
günstigt zusätzlich die Ausbreitung der
Krankheitserreger. Je nach Lebensraum
konnte man an einzelnen Exemplaren mehrere Millionen Bakterien finden! Besonders
häufig werden Erreger von Magen- und
Darmkrankheiten übertragen; in Amerika
wird die Stubenfliege aus diesem Grund sogar als „Typhoid-Fly“ bezeichnet. Auch heute noch hat die Fliege, vor allem wegen ihres
massenhaften Auftretens und allen hygienischen Maßnahmen zum Trotz, immer noch
eine enorme medizinische Bedeutung.
Stirnblase und Hinterleib und die nach hinten gerichteten Borsten bewirken ein allmähliches Herausschieben des Körpers aus
dem Puparium („Tönnchenpuppe“). Der gesamte Vorgang dauert üblicherweise etwa
fünf Minuten. Die frisch geschlüpften grauweißen Fliegen sind noch sehr klein, die Chitinhülle ist weich. Durch Luftaufnahme vergrößert sich das Körpervolumen zusehends
und die Flügel entfalten sich. Die Stirnblase
wird in die Kopfkapsel eingezogen, die zurückbleibende Bogennaht auf der Stirn, ein
umgekehrtes U, erinnert noch an diesen Vorgang.
3. Fortpflanzung
Auch für das Auffinden des paarungsbereiten Partners sind vorwiegend die „sozialen
Tendenzen“ verantwortlich; der Geruchssinn
scheint ebenso wie bei der Nahrungssuche
eine eher untergeordnete Rolle zu spielen.
Die Männchen unterscheiden sich von den
Weibchen durch zwei eindeutige Merkmale:
sie sind kleiner und ihre halbkugeligen Facettenaugen stoßen am Kopf zusammen. Bei
den Weibchen hingegen bleibt die Stirn frei.
Bei der Paarung presst das Männchen seine
Spermatophore (mittels Samenpumpe) in
die Geschlechtsöffnung am Ende der (jetzt
eingezogenen) Legeröhre des Weibchens,
während er die Rückseite des Weibchens zu
stimulatorischen Zwecken mit dem Rüssel
betastet. Dunghaufen, Kot und faulendes
Pflanzenmaterial sind die wichtigsten Brutstätten für die Eier. Die aus den Eiern schlüpfenden Larven haben – wie bei allen holometabolen Insekten – keinerlei Ähnlichkeit mit
den erwachsenen Tieren. Nach zweimaliger
Häutung verpuppen sich die bein- und kopflosen Maden in einem Tönnchen. Zum
Schlüpfen sprengt die Fliege mit ihrer Stirnblase die vorderste Kalotte des Tönnchens
ab; sie wird deshalb als Deckelschlüpfer bezeichnet. Rhythmische Kontraktionen von
4. Feinde
Pro Gelege setzt ein Weibchen, abhängig
von ihrem physiologischen Zustand, bis zu
200 Eier ab; nach Literaturangaben können
es bis zu 2.000 Eier im etwa zwei bis drei
Monate dauernden Leben eines Weibchens
sein. Würden sich aus allen Eiern eines
Weibchens neue Fliegen entwickeln und diese sich wiederum vermehren usw., so wären
bereits nach sechs Monaten rund fünf Billionen Nachkommen vorhanden. Natürlich ist
dies nicht der Fall. Gelege und Maden vertrocknen und viele Fressfeinde machen
Jagd auf Eier, Maden und Fliegen. An dieser
Stelle soll nur auf zwei der im Film gezeigten „Feinde“ näher eingegangen werden:
den Fleisch fressenden Sonnentau und den
parasitär lebenden Fliegenschimmel. Die
einheimischen Sonnentauarten (Drosera)
leben auf den extrem mineralstoffarmen
Böden der Hochmoore. Ein Mangel an Stickstoffverbindungen wird durch „Fangen“ und
„Verzehr“ kleinerer Insekten ausgeglichen.
Seine in Rosetten stehenden Blätter sind
mit Tentakeln besetzt, die in köpfchenartigen Schleimtropfen enden, an denen die
Tiere festkleben (Leimspindelfallen). Durch
4
Bearbeitete Fassung und Herausgabe
FWU Institut für Film und Bild, 1996
Berührungsreiz krümmen sich alle Tentakeln auf das Tier zu, so dass es schließlich
im Schleim erstickt. Zur Verdauung scheiden die Köpfchen eiweißabbauende Exoenzyme aus. Der Fliegenschimmel (Entomophthora muscae) gehört zur Klasse der
Jochpilze (Zygomycetes). Er parasitiert an
der Stubenfliege und kann insbesondere im
Herbst in kürzester Zeit selbst große Fliegenpopulationen vernichten. Der Name
„Jochpilze“ geht auf eine Besonderheit der
Fortpflanzung zurück: bei der Zygogamie
verschmelzen zwei Gametangien unter Ausbildung einer Brücke, eines Jochs, miteinander. Die Produkte dieser geschlechtlichen
Vorgänge, Zygosporen, bleiben an der Fliege haften und keimen aus. Schließlich
durchwuchert ein dichtes Myzel den ganzen
Fliegenkörper und zersetzt ihn. Zur ungeschlechtlichen Weiterentwicklung bildet der
Pilz an der Oberfläche der Fliege in einem
dichten Rasen einsporige Sporangien, Konidien. Die abgeschleuderten Konidien bilden
einen weißen Hof um die verendete Fliege.
Bearbeitung
Sonja Riedel
Produktion
Georg Schimanski, Bichl
Kamera
Georg Schimanski
Trick
Eva Mause
Magdalene Engels
Begleitkarte
Sonja Riedel
Fachberatung
Dr. Ernst-Gerhard Burmeister, Gernlinden
Bildnachweis
© Volker Gerstenberg – Fotolia.com (oben)
© clearviewstock – Fotolia.com (unten)
Pädagogische Referentin im FWU
Sonja Riedel
Zur Verwendung
Verleih durch Landes-, Kreis- und Stadtbildstellen/
Medienzentren
Die Kurzfilme „Fortbewegung“ und „Ernährung“ können zur exemplarischen Erarbeitung wesentlicher Merkmale des Körperbaus
und der Verhaltensweisen eines solitär lebenden, höheren Insekts verwendet werden.
Mit Hilfe des Films „Fortpflanzung“ kann die
vollständige Verwandlung eines Insekts gezeigt werden. Außerdem wird im Film „Feinde“ am Beispiel der Stubenfliege gezeigt,
dass Insekten wichtige Glieder vielfältigster
Nahrungsbeziehungen sind und dass zu ihren Feinden neben wirbellosen und Wirbeltieren auch Pflanzen und Pilze gehören können.
Verkauf durch FWU Institut für Film und Bild,
Grünwald
Nur Bildstellen/Medienzentren
öV zulässig
© 2008
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH
Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
D-82031 Grünwald
Telefon (0 89) 64 97-1
Telefax (0 89) 64 97-300
E-Mail [email protected]
[email protected]
Internet www.fwu.de
5
FWU – Schule und Unterricht
46 02529 DVD mit Kapitelanwahlpunkten
16 min, Farbe
FWU Institut für Film und Bild
in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH
Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
D-82031 Grünwald
Telefon (0 89) 64 97-1
Telefax (0 89) 64 97-300
E-Mail [email protected]
Internet http://www.fwu.de
zentrale Sammelnummern für
unseren Vertrieb:
Telefon (0 89) 64 97-4 44
Telefax (0 89) 64 97-2 40
E-Mail [email protected]
Laufzeit: 16 min
Kapitelanwahl auf DVD-Video
Sprache: Deutsch
Systemvoraussetzungen
bei Nutzung am PC
DVD-Laufwerk und
DVD-Player-Software,
empfohlen ab Windows 98
GEMA
Alle Urheber- und
Leistungsschutzrechte
vorbehalten.
Nicht erlaubte/genehmigte Nutzungen werden zivilund/oder strafrechtlich verfolgt.
LEHRProgramm
gemäß
§ 14 JuSchG
FWU-Klassiker
Die Stubenfliege
4 Kurzfilme
Neben der Honigbiene ist auch die Stubenfliege gut geeignet, um die Besonderheiten der Insekten exemplarisch zu erklären. Mit Hilfe von Kurzfilmen zu den Themen Fortbewegung, Nahrungserwerb, Entwicklung und
Feinde lassen sich wichtige biologische Sachverhalte
erarbeiten.
1. Fortbewegung
3:00 min
2. Ernährung
3:10 min
3. Fortpflanzung
6:10 min
4. Feinde
3:40 min
Bei diesen Kurzfilmen handelt es sich um FWU-Produktionen aus dem Jahr 1996.
Schlagwörter
Stubenfliege, Insekten, Zweiflügler, Flugmuskulatur,
Metamorphose
Biologie
Zoologie • Wirbellose • Gliedertiere
Allgemeinbildende Schule (6–13)