Zwergwespen – extreme Miniaturisierung im Insektenreich

Abb. 1: Miniaturwespe im Größenvergleich mit einem Pantoffeltierchen und einer Amöbe.
A Megaphragma mymaripenne. B Paramecium caudatum. C Amoeba proteus. Balken: 0,2 mm. (Aus Palavalli-Nettimi & Sane 2018 , mit freundlicher Genehmigung)

Auf Englisch heißen sie „Fairyflies“, frei übersetzt Feen-Fliegen, denn winzig wie sie sind, sind sie praktisch unsichtbar, gerade so wie die märchenhaften Feen. Mit ihrer Kleinheit stoßen die Tiere an die Grenzen des physikalisch Möglichen.

Wer würde damit rechnen, dass es Insekten gibt, die ausgewachsen nicht größer sind als das vom Mikroskopieren bekannte einzellige Pantoffeltierchen? (Abb. 1) Und doch ist es so. Die kleinsten Exemplare der Insektenfamilie der Zwergwespen sind nur wenig länger als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Und doch handelt es sich dabei um komplette, allerdings aufs absolute Mindestmaß reduzierte Insekten mit Nervensystem, Verdauungstrakt, Reproduktions-, Atmungs- und Sinnesorganen (s. z. B. Waldbauer 2008, Noyes & Valentine 1989). Sie besitzen zwar kleinere Organe und Zellen, aber die Miniaturisierung stößt dabei schon an physikalische Grenzen: Nervenzell-Fortsätze können nicht beliebig dünner werden, irgendwann spielt das Grundrauschen durch sporadische Ionenkanal-Aktivität eine limitierende Rolle für die Signalübertragung. Um Platz in den Nervenzellen freizuräumen, verlieren deshalb Zwergwespen der Art Megaphragma mymaripenne, die nicht größer sind als eine einzellige Amöbe, den Großteil der Zellkerne ihrer Nervenzellen. Für die kurze Zeit ihres Lebens als ausgewachsenes Tier – das sind nur wenige Tage – müssen die Nervenzellen dann aus der Substanz betrieben werden. Auch die Komplexaugen der Insekten müssen eine Mindestgröße haben. Denn in dieser mininalen Größenordnung kommen die Linsenbrennweiten der Wellenlänge des sichtbaren Lichts schon bedenklich nahe. Es reicht aber gerade noch, dass die Wellennatur des Lichts den Augen nicht durch Beugung am Gitter einen Streich spielt. So kommen die Zwergwespen mit Komplexaugen aus etwa 20 Einzelaugen aus, man nimmt an, dass sie nicht besonders gut sehen.

Der Rekordhalter der Miniaturisierung, das Männchen der Art Dicopomorpha echmepterygis, ist mit 0,139 mm Länge allerdings blind und besitzt keine Flügel. Tinkerbella nana dagegen ist mit ihrer Länge von weniger als einem Viertel Millimeter eine komplette „Fee“, mit den typisch gefiederten Flügeln und den langen, bei Weibchen keulen-, bei Männchen fadenförmigen Antennen der Zwergwespen. Bei den „größeren“ Zwergwespen sind die Flügel durch lange „Wimpern“ verlängert, bei sehr kleinen Arten, wie Tinkerbella oder Kikiki huna, dem mit 0,16 mm Körperlänge bisher kleinsten bekannten flugfähigen Insekt, bestehen die Flügel praktisch nur noch aus diesem feinen Kamm, ganz ohne flächige Flügel. Denn hier hat die Physik der Miniaturisierung dann auch mal einen Vorteil: Für die fliegenden Zwerge wirkt Luft so viskos, dass der feine Kamm durch die Grenzflächen um jedes Haar herum wie ein flächiger Flügel wirkt und das Fliegen ermöglicht. Und da in dieser Zwergen-Physik der Unterschied zwischen Luft und Wasser auch nicht mehr so bedeutend ist, gibt es auch Zwergwespen, die unter Wasser leben, mit ihren Kammflügeln durchs Wasser „fliegen“ und es bis zu 15 Tage untergetaucht aushalten können. Verlassen können sie das Wasser allerdings nur, indem sie sich an Halmen herausziehen, die die Wasseroberfläche durchstechen, denn einfach so könnten sie die Oberflächenspannung des Wassers nicht überwinden.

Wer so klein ist, muss sparen. Da Fortpflanzung ein eher energie-intensives Geschäft ist, betreiben die Zwergwespen eine parasitische Art der Aufzucht ihrer Nachkommenschaft. Um keine Eier mit großem Energievorrat vorstrecken zu müssen, legen sie ihre Eier immer in Eier anderer Insekten ab. So bedienen sich die heranwachsenden „Feen“-Larven am nährstoffreichen Inhalt fremder Eier. Da es sich bei den Wirten (in unseren Augen) teils auch um „Pflanzenschädlinge“ handelt, können die fast unsichtbaren Insekten für die menschliche Landwirtschaft durchaus nützlich sein. Die Zwergwespen sind sehr effektiv darin, die Eier ihrer Wirte zu finden, hierzu bedienen sie sich vor allem ihres Geruchssinns. Weil sie auch auf diverse Wirte angesetzt werden können, wurden und werden die Insektenei-Aufspürer schon erfolgreich und auch kommerziell als biologische Schädlingsbekämpfer gegen unterschiedliche Bedrohungen eingesetzt. Dabei ist es erstaunlich, dass diese Lebewesen selbst mit miniaturisiertem Nervensystem doch so komplexe Verhaltensweisen wie Brutparasitismus an den Tag legen können und über einen ausgeprägten Geruchssinn verfügen, der ja eine riesige Vielfalt an Verbindungen durch spezifische Rezeptoren an den Antennen erkennen muss.

Zwergwespen, diese miniaturisierten Spezialisten, sind auch fossil gut überliefert, in Bernstein oder als Abdrücke in Sedimentgestein. Schon die ältesten Fossilien von Zwergwespen, die auf ein Alter von 100 Millionen radiometrische Jahre datiert werden, sehen den heutigen Arten erstaunlich ähnlich. Erstaunlich allerdings nur dann, wenn man erwartet, dass eine evolutive Höherentwicklung dieser Familie in dieser langen Zeitspanne stattgefunden haben müsste. Aber offensichtlich waren sie schon beim ersten fossilen Erscheinen die märchenhaften Zwerg-Spezialisten, die sie heute noch sind.

H.-B. Braun

[Ravindra Palavalli-Nettimi R & Sane SP (2018) Fairyflies, Quick guide, Curr. Biol. 28, R1331-R1332 • Waldbauer G (2008) A walk around the pond: Insects in and over the water. Harvard University Press. pp. 25–26 • Noyes JS & Valentine EW (1989) Mymaridae (Insecta: Hymenoptera) – introduction, and review of genera. Fauna of New Zealand]