Eine Studie von Forschern der North Carolina State University zeigt, dass sich weibliche Kakerlaken schneller vermehren, wenn sie von anderen Kakerlaken berührt werden. Tatsächlich fanden sie heraus, dass selbst die Berührung künstlicher Antennen im Labor die Weibchen dazu veranlasste, sich schneller zu entwickeln und Eier zu legen.
Weibliche Kakerlaken, die von anderen weiblichen Kakerlaken berührt werden — und unter bestimmten Bedingungen sogar von Entenfedern, die Rotaugenantennen nachahmen — vermehren sich schneller als weibliche Kakerlaken, die isoliert oder ohne taktile Stimulation leben.
„Um die Mechanismen hinter der taktilen Stimulation und Reproduktion zu verstehen, entwickelten wir ein motorgetriebenes System mit Entenfedern als Ersatz für Kakerlakenantennen. Wir fanden heraus, dass diese künstlichen Antennen bestimmte Hormone stimulieren, die die Fortpflanzung der weiblichen deutschen Kakerlake beschleunigen „, sagte Dr. Coby Schal, Blanton J. Whitmire Professor für Entomologie an der NC State und der leitende Autor eines Papiers beschreibt die Forschung. „Wir fanden auch heraus, dass die Form der künstlichen Antenne, die das“Berühren“ausführt, sowie die Geschwindigkeit und Dauer der Stimulation Schlüsselfaktoren waren, die die Reproduktionsgeschwindigkeit beeinflussten.“
Weibliche Kakerlaken gewinnen die Fähigkeit, Eier zu produzieren, wenn sie erwachsen werden, so dass die Reproduktionsgeschwindigkeit als die Zeitdauer zwischen dem Beginn des Erwachsenenalters und dem ersten Anfall der Eiablage beschrieben werden kann. Die Stimulierung der juvenilen Hormonproduktion bei erwachsenen weiblichen Kakerlaken beschleunigt das Wachstum ihrer Eier. Wenn die Eier eine bestimmte Größe erreichen, legen weibliche Kakerlaken die Eier. Ein schnelleres Eiwachstum führt daher zu einer schnelleren Eiablage. Unterschiede zwischen schneller und langsamerer Reproduktion können mehrere Tage betragen. Und schnelle Reproduktion führt zu größeren Befall.
„In Studien im Laufe der Jahre haben wir gelernt, wie schwierig es ist, die Rolle der taktilen Stimulation bei der Reproduktion zu bestimmen, obwohl wir von Anfang an wussten, dass es wichtig war“, sagte Schal. „Jetzt haben wir gelernt, dass künstliche Antennen — darunter auch einige, die sich stark von Kakerlakenantennen unterscheiden — unter den richtigen Bedingungen die Fortpflanzung beschleunigen können, was die Bedeutung des Antennenkontakts und die Rolle der Antennenbewegung verdeutlicht. Jetzt, da wir einen experimentellen Ansatz für eine konsistente taktile Stimulation haben, besteht unsere nächste Herausforderung darin, zu verstehen, wie diese Reize dazu führen, dass Frauen mehr von dem Hormon produzieren, das die Fortpflanzung beschleunigt.“
Um die Rolle der taktilen Empfindung bei der Reproduktion aufzuklären, führten die Forscher um Erstautor Adrienn Uzsak, einem ehemaligen Doktoranden in Schal’s Labor, eine Reihe von Experimenten durch. In allen Experimenten zeigten die Forscher, dass die Isolierung weiblicher Kakerlaken oder die Exposition gegenüber toten Kakerlaken den Fortpflanzungsprozess verlangsamte.
Das Isolieren einer weiblichen Kakerlake in einer Petrischale, während die Antennen einer anderen Kakerlake in die Schale hineinragen konnten, beschleunigte die Reproduktion erheblich, aber das Abschneiden der Antennen des Eindringlings auf Noppen unterdrückte die Reproduktionsgeschwindigkeit auf die von Kakerlaken isoliert.
Die Forscher entwickelten auch eine motorisierte Kammer, die eine Entenfeder in einer Petrischale drehte, um als Ersatz-Rotaugenantenne zu fungieren. Die Forscher änderten sowohl die Geschwindigkeit der rotierenden Feder als auch die Dauer der Stimulation. Kurze Stimulationsschübe mit langsamen Motordrehzahlen führten zu einer schnelleren Wiedergabe, während längere Stimulationsschübe mit einer sich schnell bewegenden Feder die Wiedergabe verlangsamten.
Schließlich verwendeten die Forscher verschiedene Arten von Entenfedern in der Motorkammer, wobei sie längere, stachelige Federn mit kürzeren, nicht stacheligen Federn kontrastierten. Längere, stachelige Federn stimulierten eine schnellere Fortpflanzung.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die taktile Stimulation mit künstlichen Materialien, von denen einige signifikant von der nativen Antennenmorphologie abweichen, die weibliche Fortpflanzung erleichtern kann“, schrieben die Autoren.
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– Soziale Erleichterung der Insektenvermehrung mit motorisch angetriebenen taktilen Reizen