Anpassungen von Pterostichus nigrita F. (Col., Carab.) an subarktische Bedingungen

Summary

Two physiological races of the carabid beetle, Pterostichus nigrita, are compared. The larvae from the northern Scandinavian population (polar circle) develop faster in all temperature regimens, have a reduced mortality in lower temperatures and an increased growth rate in high temperatures compared with the central European beetles (Cologne). Thus they are able to survive sudden cold spells and during optimal temperatures can compensate for periods of reduced development.

In females sexual maturity is induced by short-day photoperiods followed by long-day photoperiods (previtellogenesis and vitellogenesis, respectively). Males can mature in short-days alone (formation of spermatozeugma). All short-day dependent processes of the subarctic beetles are still possible in far longer photoperiods. The critical day-length, however, for vitellogenesis is only slightly changed.

The ecological significance of these physiological adaptations is discussed.

Zusammenfassung

Zwei physiologische Rassen des Laufkäfers Pterostichus nigrita wurden verglichen. Die Larven einer nordskandinavischen Population (Polarkreis) hatten im Vergleich zu mitteleuropäischen Exemplaren (Köln) bei allen Versuchstemperaturen eine kürzere Entwicklungsdauer, eine geringere Mortalität bei niedrigen Temperaturen und eine gesteigerte Wachstumsgeschwindigkeit bei hohen Temperaturen. Dadurch wird ein erfolgreiches Überdauern von Kälteperioden und ein Aufholen von Entwicklungsrückständen während optimaler Temperaturen im kurzen subarktischen Sommer ermöglicht.

Die Sexualreife wurde bei den Weibchen durch die Aufeinanderfolge von Kurztag (Prävitellogenese) und Langtag (Vitellogenese) herbeigeführt. Bei den Männchen genügte die Einwirkung von Kurztag (Spermatozeugmenbildung). Alle kurztagabhängigen Prozesse waren bei den nordskandinavischen Käfern noch bei erheblich längeren Photoperioden möglich. Die kritische Photoperiode für die Vitellogenese war dagegen nur geringfügig verändert.

Die ökologische Bedeutung dieser physiologischen Adaptationen wird diskutiert.