Warum gibt es selbst an Regentagen weniger Libellen?

Vielleicht ist Ihnen aufgefallen, dass es in Ihrer Kindheit (ich spreche von meiner und auch von Ihrer Kindheit) vor und nach dem Regen viele Libellen gab, aber heute sind Libellen in Städten selten und selbst wenn es regnet, gibt es nur wenige. Die Zahl der Libellen als Umweltindikatororganismen nimmt weltweit ab.

Die Verringerung des Lebensraums und die Umweltverschmutzung sind sicherlich wichtige Faktoren, die zum Rückgang der Libellenpopulation führen, aber ein weiterer wichtiger Faktor, den Sie vielleicht nicht glauben, sind Glasfenster, Straßen und Autos.

Libellen verbringen ihre Kindheit im Wasser und ihre Eltern bringen ihre Jungen nur mit großen Schwierigkeiten im Wasser zur Welt. Deshalb mögen sie Zimmer mit Blick aufs Wasser am liebsten.

Die Luzonicum-Libelle (Orthetrum luzonicum) bildet ein Herz. Bildquelle: Wikipedia

Menschen verlassen sich beim Auffinden von Wasser auf ihre Augen, und Libellen sind ähnlich, verlassen sich aber auf eine besondere Eigenschaft des Lichts: polarisiertes Licht.

Wir haben bereits zuvor festgestellt, dass bei der Ausbreitung von Licht auch Schwingungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung auftreten.

Sonnenlicht entspricht der linken Seite des animierten Bildes, einem Sammelsurium verschiedener polarisierter Lichter ohne offensichtliche Polarisation. Das reflektierte Licht des Sonnenlichts, das auf die Wasseroberfläche trifft, ist jedoch häufig horizontal polarisiertes Licht. Libellen sind auf horizontal polarisiertes Licht angewiesen, um Wasserquellen zu finden, denn in der Welt vor dem Aufkommen des Menschen war Wasser das einzige, was horizontal polarisiertes Licht erzeugen konnte.

Wenn depolarisiertes Licht (wie etwa Sonnenlicht) auf eine horizontale Ebene trifft, ist das reflektierte Licht gemäß der Fresnel-Gleichung horizontal linear polarisiertes Licht.

Daher ist horizontal polarisiertes Licht im Laufe der Evolution das zuverlässigste Symbol für die Behausung von Libellen in Schulbezirken. Neben Libellen nutzen auch die meisten Wasserinsekten wie Eintagsfliegen, Köcherfliegen, Bremsen und Wasserkäfer horizontal polarisiertes Licht, um Wasserquellen zu finden.

Asphaltierte Straßen und Autos ziehen große Schwärme von Eintagsfliegen an, deren Lebensdauer nur wenige Tage oder sogar Stunden beträgt. Die erwachsenen Tiere paaren sich gemeinsam und sterben dann. Bildquelle: (DOI) 10.1093/beheco/arx081

Doch mit der Ankunft der Menschen änderte sich alles. Nach der Industrialisierung sind immer mehr künstliche Objekte aufgetaucht, die polarisiertes Licht erzeugen können, wie etwa Solarmodule, Glaswände, Autoglas, Asphaltstraßen und horizontale schwarze Grabsteine.

Schlimmer noch: Wasserinsekten bevorzugen eine hohe Polarisation, also Licht mit einem relativ hohen Anteil polarisierten Lichts, da der Grad der Polarisation mit der Wassertiefe und der Trübung zusammenhängt. Flaches Wasser weist einen relativ geringen Polarisationsgrad auf und stark polarisiertes horizontales Licht weist auf tiefes Wasser hin.

Verglichen mit der Polarisation von künstlichen Objekten ist die Polarisation natürlicher Gewässer sehr gering. Natürliche Gewässer können 30–80 % des reflektierten Lichts in horizontal polarisiertes Licht umwandeln, künstliche Objekte können jedoch 95–100 % des reflektierten Lichts in polarisiertes Licht umwandeln, d. h. der Polarisationsgrad kann 95–100 % erreichen.

Je dunkler und glatter die Oberfläche, desto höher ist der Grad der Polarisation, der als Umow-Effekt bezeichnet wird. Wie Sie sehen, ist die Polarisation mehrerer typischer, von Menschenhand geschaffener Objekte größer als die des kleinen Teichs.

Vergleich des Polarisationsgrades verschiedener künstlicher Oberflächen und natürlicher Gewässer (a). Je dunkler die Farbe, desto höher der Polarisationsgrad. Bildquelle: (doi)10.1890/080129

Daher sind schwarze, glatte Kunststoffe auch für Wasserinsekten attraktiver. Libellen werden leicht durch horizontal polarisiertes Licht beeinflusst, das von Asphaltstraßen, schwarzen Plastikgewächshäusern, dunklen Autos, dunklen Grabsteinen, dunklem Glas und Solarmodulen ausgestrahlt wird. Sie liegen darauf und sterben schließlich aus.

Im Jahr 2006 entdeckten Gyorgy Kriska, ein Entomologe an der Eötvös-Loránd-Universität in Ungarn, der sich schon lange für die biologischen Auswirkungen von polarisiertem Licht interessierte, und seine Kollegen, dass schwarze und rote Autos für bestimmte Libellen besonders attraktiv sind, da männliche Libellen Gruben auf ihnen besetzen und weibliche Libellen ihre Eier darauf ablegen. Schließlich wurde das Dach Ihres schwarzen Autos zur Ahnenhalle der Libellenfamilie.

Natürlich sind es nicht nur Wasserinsekten, die durch künstliches polarisiertes Licht verwirrt werden. Einige Wirbeltiere wie die Schwarzkopfruderente (Oxyura jamaicensis), der Eistaucher (Gavia immer), der Braunpelikan (Pelecanus occidentalis) und andere Wasservögel sieht man oft mit verwirrtem Gesichtsausdruck auf Asphaltstraßen und Parkplätzen umherirren.

Lassen Sie uns über einige berühmte Serienschlachthöfe mit polarisiertem Licht sprechen.

In Los Angeles, Kalifornien, gibt es ein Naturdenkmal namens Rancho La Brea Tar Pits. Das Gelände ist mit Naturasphalt bedeckt und das perfekt horizontal polarisierte Licht, das vom Asphalt reflektiert wird, verwirrt eine Vielzahl von Tieren, von Insekten bis hin zu Vögeln. Diese Tiere wurden durch das horizontal polarisierte Licht angelockt und starben. Ihre Körper fielen in die dunkle Asphaltgrube und zogen andere Raubtiere und Aasfresser an, wodurch eine tödliche Nahrungskette entstand.

Teergruben von La Brea Bildquelle: Wikipedia

Eine 1996 in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Studie kam zu dem Schluss, dass die Ölseen Kuwaits – ähnlich wie die Teergruben – zu einer Todesquelle für Insekten geworden sind.

Insekten, die auf polarisiertes Licht angewiesen sind, um Wasser zu finden, tappen oft in Fallen, die durch künstliches polarisiertes Licht erzeugt werden. a ist eine Eintagsfliege auf der Oberfläche einer verlassenen Ölgrube, b ist eine Eintagsfliege auf einem schwarzen Plastikgewächshaus, c ist eine Köcherfliege auf der Oberfläche eines Glasfensters, d ist eine Libelle auf einem schwarzen Grabstein, e ist ein Wasserkäfer auf dem Dach eines roten Autos und f ist eine Steinfliege, die auf der Asphaltstraße Eier ablegt. Bildquelle: (doi)10.1890/080129

Schlimmer noch: Libellen haben einen ausgeprägten Reviersinn. Nachdem sie die Berge durchstreift haben, kehren sie immer an denselben Ort zurück, um sich niederzulassen.

Nachdem die Libellen den schwarzen Grabstein schön fanden, kamen sie oft zurück, um ihn anzusehen. Im Jahr 2007 dokumentierte GÁBOR HORVÁTH, ein ungarischer Biologe, der sich auf die Erforschung polarisierten Lichts spezialisiert hat, die Besessenheit der Libellen von dem schwarzen Grabstein. Später mussten Biologen einen Begriff erfinden, um die Faszination der Organismen für schwarze und rutschige Objekte zu beschreiben: den Polarisationsgefangenschaftseffekt.

Sie sagen vielleicht, Libellen seien dumm, aber das stimmt nicht. Sie sind seit Hunderten von Millionen Jahren intelligent.

Libellen tauchten im Karbon vor 320 Millionen Jahren auf, also 80 Mal länger als die Menschheitsgeschichte. Damals gab es auf der Erde viele Riesengliederfüßer und die Flügelspannweite der Libellenvorfahren erreichte 70 cm.

Ein Exemplar von Meganeura monyi im Nationalmuseum für Naturgeschichte in Frankreich. Meganeura monyi war ein riesiges Insekt, das vor 300 Millionen Jahren lebte und mit den heutigen Libellen verwandt ist. Bildquelle: Wikipedia

Mit anderen Worten: Libellen existierten bereits 100 Millionen Jahre vor dem Auftreten der Dinosaurier, sie müssen also alle möglichen mächtigen Lebewesen gesehen haben. Und Fossilien zufolge hat sich das Aussehen der Libellen in Hunderten von Millionen Jahren kaum verändert, und ihr Körperbau war schon vor dem Aufkommen des Menschen recht gelungen.

Doch dieser Ansatz hat in den letzten paar hundert Jahren nicht funktioniert. Diese Situation, in der es keine Möglichkeit gibt, sich schnell an Umweltveränderungen anzupassen und die ursprünglich erfolgreiche Überlebensstrategie in ein Tötungsinstrument umgewandelt wird, wird als evolutionäre Falle bezeichnet.

Obwohl wir noch nicht sicher wissen, ob künstliches polarisiertes Licht eine Art zum Aussterben bringen kann, schlugen die Biologen Bruce A. Robertson und Richard L. Hutto von der University of Montana in einem 2006 in der Zeitschrift Ecology veröffentlichten Artikel vor, dass die Anziehungskraft horizontal polarisierten Lichts auf Wassertiere die am besten dokumentierte ökologische Falle sei. Daher ist die Verschmutzung durch polarisiertes Licht im letzten Jahrzehnt zu einem wichtigen Thema in der Ökologie geworden.

Ich weiß, was Sie denken. Da polarisiertes Licht Wasserinsekten tötet, kann es auch zum Töten von Mücken eingesetzt werden?

Wir haben gerade gesagt, dass die meisten Insekten, die ihre Eier im Wasser ablegen, auf horizontal polarisiertes Licht angewiesen sind. Aedes aegypti oder die Blumenmücke ist die einzige (juckende) Ausnahme. Mücken nutzen Hinweise wie Geruch und Wasserdampf, um ihren „Ursprung“ zu finden, daher ist polarisiertes Licht für sie nicht sehr nützlich.

Es ist nicht überraschend, dass die kleine Libelle verrückt und süchtig nach den schwarzen, glitschigen, von Menschenhand geschaffenen Objekten ist, die polarisiertes Licht aussenden. Ist das bei manchen Zweibeinern nicht dasselbe?