Biologie/Anatomie

Biologie/Anatomie

Schaben

Heute gibt es über 4 000 verschiedene lebende Schabentypen. Die meisten leben in tropischen Gebieten, jedoch wurden viele Arten in jedes Gefilde vom Menschen eingeschleppt. 

Es sollte erwähnt werden, dass Kakerlaken sehr soziale Tiere sind und nicht gern allein leben. Am besten sollte man sie im Dutzend oder mehr halten. Kakerlaken, die in Gruppen leben, produzieren ein Pheromon, welches eine rapide Entwicklung hervorruft  und sie schneller als Einzelgänger wachsen lässt. Die meisten tropischen Schaben werden in Gefangenschaft  zwei Jahre alt. Eine Aufzucht kann aber auf unendliche Zeit betrieben werden.

Schaben Biologie

Wie alle Insekten sind auch die Schaben in drei Körperteile eingeteilt: Der Kopf, die Thorax (Brust) und das Abdomen (Hinterleib). Der Kopf umfasst die Augen, die Antennen und Mundteile. Die Thorax, der Mittelteil, schließt die Flügel und alle Beine mit ein. Das Abdomen schließlich beinhaltet alle lebensnotwendigen inneren Organe wie das Herz, die Fortpflanzungsorgane und die Luftröhre.

Jedes der drei Teile besteht aus mehreren Segmenten, die jeweils in einer großen Einheit eingebunden sind. Der Kopf hat sechs zusammengebundene Segmente, die Thorax sechs und der Abdomen besteht aus zehn Teilen. Jedes dieser Segmente wird von einer gebogenen, harten Chitinplatte  am Bauch und auf dem Rücken geschützt. Die Kopf- und Thorax-Segmentierung muss nicht immer unbedingt sichtbar sein. Die Rückenplatten nennt man Tergite und die Bauchteller Stergite. In Puppen und heranwachsenden Jungtieren sieht man den segmentierten Abdomen besonders gut; bei älteren und ausgewachsenen Exemplaren sind die Segmentierungen allerdings hinter den langen Flügeln versteckt.

Außenskelett

Wie alle Gliederfüßler haben Schaben ein hartes Außenskelett, welches sie um umhüllt und schützt. Dieses besteht aus  drei verschiedenen Schichten. Die äußerste ist die Kutikula. Alles was am Äußeren sichtbar ist, eingeschlossen die Flügel, Haut, Haare und Beine, besteht alles aus einer ungeteilten Schicht der Kutikula. Die Kutikula ist totes Material, hat also keine Zellen und kann somit auch nicht wachsen. Sie besteht aus zwei Schichten; wobei die äußere viel dünner, aber auch wasserfest ist. Die Kutikula besteht größtenteils aus dem Protein Chitin, welches ein robustes und flexibles Material hergibt und in den physikalischen Eigenschaften dem Plastik ähnelt. Das Chitin ist in verschiedenen zueinander senkrechten Fasern angeordnet, sodass sie wie gekreuzte Schraffuren aussehen und damit die Flexibilität gewährleisten, jedoch die strukturelle Stärke nicht beeinträchtigen.
Unter der Kutikula befindet sich die Epidermis, welche aus lebenden Zellen besteht und die das Chitin produziert. Darunter befindet sich die wichtige Membran, welche die Epidermis von den inneren Organen und Körperflüssigkeiten trennt.
Das innere Außenskelett besitzt noch etliche kleine Häkchen und Ansätze, die als Berührungspunkte für die Muskeln dienen und in der Wissenschaft Apodeme genannt werden.
Im Gegensatz zu den Insekten haben die Schaben keine wachshaltigen Mäntel, die sie vor dem Austrocknen schützen, jedoch besitzen sie eine dünne Schicht aus Fett, das ihnen diese “dreckige“ Charaktereigenschaft einbringt. In Wirklichkeit sind die Tiere peinlich sauber und verbringen einen Großteil ihres Lebens, um ihre Kutikula zu reinigen.
Der Kopf der Kakerlake ist umhüllt und geschützt von einer harten Erweiterung der Thorax, das sogenannte Halsschild.

Häutung

Wie alle Gliederfüßler müssen die Schaben regelmäßig ihr Außenskelett ablegen, um wachsen zu können. Dabei bricht der Rücken auf und die Kakerlake klettert aus dem Gehäuse. Da sie ihre Schutzhülle verlässt, ist sie natürlich sehr leicht angreifbar für die natürlichen Feinde. Meist sucht sie sich jedoch ein geschütztes Fleckchen und versteckt sich während der Häutung. Das neue Außenskelett ist weich und weiß und kann das Gewicht der Schabe noch nicht tragen. Daher ist das Tier während der Zeit des Aushärtens auf seinen Blutdruck abhängig, ansonsten würde die neue Kutikula zusammenbrechen. Nach ein paar Stunden jedoch trocknet und härtet die neue Kutikula und wird auch damit dunkler in der Farbe.
Insgesamt häutet sich eine Schabe sechs zu sieben mal in ihrem Leben- bis sie ausgewachsen ist. Wenn sie den Erwachsenenstatus erreicht hat, geht sie durch diese Prozedur nicht mehr.

Flügel

Die meisten ausgewachsenen Kakerlaken haben zwei Flügelpaare, welche sich üblicherweise gefaltet am Rücken befinden. Das erste Paar ist starr und dunkelfarbig. Darunter liegt das leichte und durchsichtige Paar. Dieses Flügelpaar hat ein Muster aus härteren Adern, die Stabilität verleihen. Alle Flügel bestehen größtenteils aus Chitin. Die Flügel überschneiden sich, wenn sie am Rücken zusammengefaltet liegen; eine Besonderheit, welche die Schaben von den Käfern unterscheidet.
In einigen Arten haben nur die männlichen Tiere Flügel oder auch Spezies ganz ohne Flügel kommen vor.
Jungtiere von Arten mit Flügeln bekommen ihre erst, wenn sie ausgewachsen sind und durch ihre letzte Häutung gehen. Eine neu geschlüpfte, ausgewachsene Schabe muss ihre Flügel mehrere Stunden zum Trocknen ausstrecken.
Kakerlaken sind keine guten Flieger. Jeder einzelne Flügel wird von jeweils zwei Muskeln bedient, welche sich am Ende jeder Schwinge befinden. Diese Anordnung ist sehr primitiv und weit weniger effizient, als die Flugmuskeln der Luftakrobaten, wie Bienen und Libellen.  

Augen

Als nachtaktive Tiere haben die Schaben kein gutes Augenlicht. Sie haben, wie die meisten Insekten, Komplexaugen, die jeweils über 2 000 Fassetten und eine individuelle Linse verfügen. Früher glaubte man, dass jede Fassette ihr eigenes, komplettes Image produziert. Heute weiß man aber, dass sie lediglich einen kleinen Teil des ganzes Bildes ausmachen, ähnlich wie die Pixel einer digitalen Kamera. Je mehr Fassetten ein Insekt hat, umso genauer ist das Bild und umso schärfer ist das Augenlicht. Kakerlaken haben nicht so viele Fassetten wie tagaktive Jäger ( Libellen, zum Beispiel, sind als Jäger auf ein gutes Wahrnehmen angewiesen und haben über 28 000 Fassetten pro Auge und folglich eine sehr gute Sicht.)
Kakerlaken sind nicht sehr gut im Formen und Umrisse erkennen, aber sie bekommen die kleinste Bewegung in ihrem Umfeld war. Damit können sie sofort näherkommende Feinde erkennen.
Das Innere des Auges ist mit reflektierenden Kristallen ausgebaut, wodurch die Insekten Licht sammeln und damit ihre Sicht im dämmerigen Licht verbessern können. Schaben sind sehr empfindlich bei grünen Wellenlängen und können bei rotem Licht überhaupt nicht sehen.
Auch wenn die Tiere nur ein sehr schwaches Augenlicht besitzen, sind sie in der Lage die kleinste Änderung der Lichtintensität auszumachen. Dadurch können sie ihre Feinde umgehen, wenn sie ihre Schatten ausmachen.
Fast alle Schaben sind nachtaktiv und verbergen sich während des Tages. Sie kommen nachts aus ihren Verstecken um Essen zu finden und sich zu vermähren. Wenn Sie ein helles Licht in Ihren Schabenkäfig reinleuchten, können sie beobachten wie alle Ihre Tiere wild umherrennen, um sich zu verstecken. 

Beine

Kakerlaken haben sechs Beine, die alle mit der Thorax verbunden sind.. Jedes Bein besteht aus sechs Segmenten, die in der Reihe vom Körper bis zum Fuß folgenderweise heißen: Coxa, Trochanter, Femur, Tibia, Tarsus und die Krallen. Die Beine sind durch Muskeln im Außenskelett nach innen gebeugt. Es gibt keine Muskeln, die die Beine geradeziehen können. Jedoch benutzt die Kakerlake den Blutdruck, um Flüssigkeiten in das Bein reinzupumpen, um damit die Verbindungspunkte zu öffnen und die Beine zu strecken.
Die Beine sind umgeben mit “fühlenden“ Haaren, Setae genannt, die Bewegungen und Vibrationen erkennen.  Die setae sitzen auf kleinen Nervenden, wodurch sie sehr empfindlich auf kleinste Luftschwingungen reagieren. Schaben können Frequenzen spüren, wo der Mensch nicht mehr dazu in der Lage ist. Die Empfindlichkeit ermöglicht den Schaben Näherungen von Feinden zu erfassen und darauf hin versteckt zu bleiben.
Schaben haben im Vergleich zu anderen Insekten viel längere Beine und sind deswegen die schnellsten Tierchen des Insektenreiches. Sie haben eine Geschwindigkeit von 4,8 km/h, dem ungefähren Tempo eines spazierenden Menschen. Da ist es nicht überraschend, dass die Grundverteidigung vor Feinden das eilige Rennen nach einem Versteck ist. Manche Arten haben lange Stacheln an ihren Hinterbeinen, die sie beim Herumkicken zur Verteidigung benutzen.
Manche Schaben, z.B. die Amerikanische Schabe, haben an ihren Ballen mikroskopisch kleine Haken, mit denen sie mit Leichtigkeit an glatten Oberflächen (z.B. ihren Käfigen) hochklettern können. Viele Schabenarten haben solche Ballen jedoch nicht.

Schabenverdauung

Das Verdauungssystem einer Kakerlake ist relativ einfach. Der Mund leitet in die Speiseröhre, wo der Speichel mit dem Essen vermischt wird nachdem es geschluckt wurde. Die Speiseröhre fördert die Mahlzeit bis zum Rachen, welcher einen großen Teil in der Speiseröhre einnimmt und zur Aufbewahrung des Essens dient. Diese Anpassung ermöglicht den Kakerlaken viel zu schlucken und sich schnell wieder zu verstecken, bevor irgendwelche Raubtiere sie finden können. In Sicherheit können sie später dann das Gegessene verdauen.
Der Rachen hat eine Klappe, welche die Menge des Geschluckten reguliert. Der Rachen ist vom Magen mit einem Muskelmagen abgetrennt. Dort befindet sich meistens noch eine Extrareihe an Zähnen, die das Essen erst verkleinern müssen bevor es weitergegeben werden kann. Wenn die Portionen zur richtigen Größe abgebaut sind, werden sie dann an den Magen weitergereicht, wo das Essen zu körpereigenen Stoffen umgebildet wird. Übriggebliebenes Essen wird in Aushöhlungen an den Innereiwänden, den sogenannten Caecum gespeichert. Jede Caeca enthält in vielen Schabenarten ein bestimmtes Bakterium, welches nicht verdauliche Zellulose in Zuckermoleküle umwandeln kann.
Verdaute Essensmoleküle werden direkt vom Verdauungstrakt durch die Wände in das Blut weitergegeben. Von dort werden die Nährstoffe an alle Körpergewebe verteilt. Extra Energie wird in großen, weißen “Fettkörperchen“ gespeichert. Diese befinden sich verteilt im Hinterleib, dem Abdomen. Wenn man auf eine Schabe drauftritt, wirst man ein weißes Fetttröpfchen sehen; das sind diese Fettkörperchen. Diese bauen übrigens auch Giftstoffe ab und entgiften Pestizide. Deswegen ist es auch so schwierig den Befall von Kakerlaken mit entsprechenden Mitteln zu kontrollieren und einzudämmen.

 Atmung

Schaben atmen nicht durch ihren Mund., sondern wie die meisten Insekten durch das Netzwerk der Endotrachealschläuche. Dadurch können sich Sauerstoff im Blut gut verteilen und Abfallgase raustragen. Die Endotrachelschläuche sind durch Luftlöcher mit der Umwelt verbunden. Im Inneren des Körpers werden sie in immer dünnere Äste und Verzweigungen eingeteilt und erreichen damit jedes Gewebe des Körpers und leisten damit eine optimale Sauerstoffzulieferung. Die Atmung läuft nur durch Diffusion ab und nutzt keine Muskelbewegungen. Da die Luft sich nur für eine kurze Zeit ausbreiten kann, gibt es eine starke Eingrenzung im Bezug der maximalen Größe eines Insektes. Wenn sie zu groß wären, könnten einige Körperteile nicht beatmet werden und würden damit kläglich verkümmern.
Die Fauchschabe zischt und faucht indem sie die Luft aus dem Abdomen sehr stark durch die Luftlöcher ausstößt. Die Fauchschabe kann sogar schon im frühesten Stadium als Jungtier fauchen. Die Geräusche dienen als Alarm und Warnung für und vor Raubtiere, um diese zu fürchten. Aber auch zur Paarung und zur Territorialbestimmung kommunizieren die ausgewachsenen Schaben untereinander.

Gehirn

Insekten haben kein zentrales Gehirn, das den ganzen Körper kontrollieren kann. Dafür werden die meisten Funktionen von Nervknoten, den Ganglien, durchgeführt. Die Kakerlake hat sechs solche Ganglien in ihrem Kopf. Drei davon sind im Vorderkopf zusammen gruppiert, die das „Gehirn“ bilden. Die drei anderen befinden sich im Hinterkopf als sogenannte Unterschlundganglien. Diese kontrollieren die Antennen und Mundteile. Zusätzlich gibt es drei weitere Ganglien in der Thorax und acht weitere in dem Abdomen, welche weitere Körperteile wie Beine und Flügel überwachen.
Die Ganglien arbeiten alle unabhängig voneinander. Wenn zum Beispiel der Kopf und der Hinterleib operativ entfernt werden würden, könnten die drei Ganglien im Bauchbereich die Beine kontrollieren und die Schabe würde solange noch weiterlaufen, bis sie wegen Nährstoff- und Sauerstoffmangel sterben würde.
Schaben sind relativ intelligent für Insekten; sie sind imstande den Verlauf eines einfaches Labyrinthes zu lernen.

Herz

Das Herz besteht aus einem langen, hohlen Rohr, welches am hintersten Ende versiegelt ist und oben an der Bauchhöhle verläuft. Wie alle Insekten haben auch Schaben ein offenes Kreislaufsystem. Das Blut ist nicht in Venen und Arterien begrenzt, sondern fließt frei durch den Körper und umgibt alle inneren Organe. Wenn das Herz kontrahiert, saust das Blut von einem Ende zum Anderen und transportiert Nährstoffe zu den Körperzellen; Abfallprodukte werden weggetragen und dann bei den Malphigischen Gefäßen gesammelt. Das Blut betritt das Herz durch kleine Eingangslöcher an jeder Seite.
Insektenblut wird korrekt als Hämolymphe bezeichnet. Sie müssen keinen Sauerstoff transportieren, da die Endotrachealschläuche für die Atmung sorgen. Daher hat eine Kakerlake keine sauerstofftragenden Pigmente, wie z.B. das rote Hämoglobin. Das Blut ist somit nicht rot, wie beim Menschen, sondern hat eine schwachblaue oder weiße Farbe. Interessant dabei zu wissen ist, dass die Schaben noch eine lange Zeit leben können, auch wenn das Herz aussetzt. Sie werden zwar noch mit Sauerstoff versorgt, nach einer Weile sterben sie jedoch an einem langsamen Hungerstod, da das Blut keine Nährstoffe mehr transportieren kann.

Evolutionsgeschichte der Schabe

Schaben sind extrem alt und sehr erfolgreiche Insekten in der Geschichte. Sie waren eine der ersten Landinsekten und tauchten das erste Mal im Karbonzeitalter vor 280 Millionen Jahren auf. Es war warm, feucht und humid und das Land war überdeckt von einem großen Überfluss an Pflanzen. Das waren natürlich die perfekten Bedingungen für die Tierchen. Zahlenmäßig waren sie anderen Insekten weit überlegen; einige Paläontologen kamen sogar zu dem Entschluss, dass das Karbon „das Zeitalter der Schaben“ gewesen sein musste. Seit dieser Zeit haben sie sich kaum geändert; ein 260 Millionen altes Fossil der Art Mylacris ist kaum mit den heutigen Lebewesen zu unterscheiden. Einige der gefundenen Schaben aus dem Pennsylvanischen Zeitalter ( die letztere Hälfte des Karbons) waren über 15cm lang, die Flügel der damaligen Schaben waren im Verhältnis viel größer als die modernen Arten. Die ersten Pensylvanischen Schaben hatten auch nicht das erste Paar Flügel zum Schutz ausgehärtet und versteift, sondern beide Flügelpaare zum Fliegen.
Wenige der ältesten Vorfahren, z.B. die Paleodictoyoptera, hatten zwei Paar Flügel auf dem zweiten und dritten Segment der Thorax und noch ein drittes unvollständiges flatterähnliches Flügelpaar auf dem ersten Segment. Es wird vermutet, dass die ersten Insektenflügel sich aus diesen Ansatzstücken am Außenskelett heraus entwickelt haben.
Insekten waren die ersten Organismen, die einen angetriebenen Flug entwickelt haben. Die ersten fliegenden Insekten, wie z.B. die Libellen und Maikäfer, haben zwei paar Flügel, die während Flugpausen  an den Seiten gerade raus stehen. Weiterentwickelte Tiere, sogenannte Neoptera, könne ihre Flügel an den Körper zurückfalten, wenn sie nicht gebraucht werden. Wenige dieser speziellen Arten, unter anderem auch die Schaben und Käfer, haben ihr erstes Flügelpaar zu harten Schutzhüllen für die Fliegeflügel umgebildet.

Die Fauchschabe hat keine Flügel und kann somit auch nicht mehr fliegen. Manche Schaben, wie die Amerikanische Schabe oder die Totenkopfschabe, haben zwar noch voll funktionierende Flügel, fliegen jedoch nur noch sehr ungeschickt über kurze Distanzen. Es kann durchaus passieren, dass bei anschreitender Evolution die Schaben ihre Flugmöglichkeit völlig verlieren und nur noch von ihrer Rennfähigkeit gegen Feinde Nutzen ziehen können.

Schaben sind zu etlichen Insektengruppen verwandt. Es wird geglaubt, dass die Termiten von ihnen abstammen und sich vor 70 Millionen Jahren getrennt weiterentwickelten. Manche der holzessenden Schaben, wie die Cryptocercus punctualus, haben Mikroorganismen in ihren Innereien, die Zellulose des Holzes in körpereigenen Zucker verarbeiten und damit die Verdauung ermöglichen. Diese Regelung findet man auch in Termiten. Viele der Mikroorganismen ähneln sogar aneinander und weisen darauf hin, dass beide Insektenarten evolutionär miteinander in einer Beziehung stehen.
Die Fangschreckenfamilie, welche einige anatomische Eigenschaften mit den Kakerlaken teilt,  trennte sich von der Schabenfamilie erst in jüngerer Zeit. Etliche Merkmale, die beide Arten verbinden, sind der unvollkommene Metamorphose Lebenskreislauf, bei dem die Jungtiere nicht durch ein Larven- und Puppenstadium durchgehen, sondern wie kleine flügellose Versionen der Eltern aussehen; die Anwesenheit von Cerci und Fühlerhärchen am Ende des Abdomen und die Produktion von Eiern durch die Weibchen.

Verfasser / Quelle: Geocities  /  Übersetzung: Maria Pozder