Gefrierschutz bei Insekten

[ Diapause , Quieszenz ]

Überwinternde Insekten haben, unabhängig vom jeweiligen Stadium, ein Problem - die Temperatur. Bei Temperaturen unter 0 Grad Celsius besteht die Gefahr, daß die Körperflüssigkeiten gefrieren. Dies würde aber ein Gefrireen und somit mit einer Ausdehnung der Körperflüssigkeit bedeuten. Die Folge wäre ein Absterben der Körperzellen (Zelltod). Viele Arten haben sich an dieses Problem angepaßt:

Im Prinzip wurden 2 Strategien entwickelt: die Gefriertoleranz (freeze tolerance) und Unterkühlbarkeit (supercooling, freeze avoidance). Gefriertolerante Arten ertragen ein Gefrieren der Körperflüssigkeiten, im anderen Fall wird ein Gefrieren der Körperflüssigkeiten, bedingt durch spezielle physiologische Anpassungen, vermieden.

Gefriertoleranz

Gefriertoleranz bei Insekten wurde bereits vor über 250 Jahren nachgewiesen, und zwar bei einem, in Kanada auftretenden, Laufkäfer (Pterostichus brevicornis).

Unterkühlbarkeit

Eine Unterkühlbarkeit unterhalb des Gefrierpunktes wird durch Produktion von Gefrierschutzmitteln in den Körperzellen ermöglicht. In den meisten Fällen kommen Polyhydroxyalkohole (z.B. Glycerin, Sorbit, Threit, Mannit) zum Einsatz. Diese Substanzen verhindern eine Eisbildung in den Körperzellen. Sie schützen zudem vor Austrocknung der Zellen bzw. sind enzym- und membranstabilisierend.

Kontaktfeuchte, eine große Gefahr für viele Insekten

Kommen unterkühlte Insekten mit Feuchtigkeit zusammen, so besteht eine Gefahr des Gefrierens, trotz des Vorhandenseins einer dicken Cuticula. Arten, die in feuchten Biotopen auftreten, sind entweder gefriertolerant oder wandern bei niedrigen Temperaturen zum Überwintern in trockenere Habitate aus.