Monarchfalter (Danaus plexippus) sind mit ihren leuchtend orangefarbenen Reflexen und ihrer langen Wanderung eine der kultigsten Insekten der Welt. Aber ihre Population ist in den letzten Jahrzehnten stetig zurückgegangen, da sie Lebensraumverlust und anderen Bedrohungen ausgesetzt sind.
Monarchfalterlebenszyklus
Monarchen durchlaufen vier Lebensstadien: Ei, Larve, Puppe und Erwachsener.
Sie können sich mehrmals paaren, manchmal für jeweils 16 Stunden, wonach das Weibchen sofort beginnt, Eier auf Wolfsmilchpflanzen zu legen, so Monarch Joint Venture (MJV), eine gemeinnützige Partnerschaft von Organisationen, die den Schutz der Monarchen erleichtern. Monarch-Eier sind etwa so groß wie ein Stecknadelkopf und sind fußballförmig, mit vertikalen Graten, sagte Laura Lukens, die nationale Überwachungskoordinatorin für MJV. Die Eier sind cremefarben bis gelb gefärbt.
Weibliche Monarchfalter legen typischerweise 300 bis 500 Eier auf verschiedene Arten von Wolfsmilchpflanzen (Asclepias sp.), aber es ist bekannt, dass sie laut MJV mehr als 1.100 Eier in Gefangenschaft legen. Allerdings überleben nur etwa 10% dieser Eier bis zum Larvenstadium aufgrund der starken Prädation durch Spinnen und Stinkwanzen, sagte Lukens. Die Eier brauchen etwa drei bis fünf Tage, um zu schlüpfen.
Aus dem Ei entsteht eine kleine, gestreifte Raupe oder Schmetterlingslarve. Larve ist die Bezeichnung für das Wachstumsstadium eines Insekts. Wenn die kleinen Monarchraupen wachsen, werden sie zu groß für ihr halbstarres Exoskelett und müssen diese äußere Schicht laut MJV fünfmal häuten und ersetzen. Der Zeitraum zwischen jeder Häutung wird als Instar bezeichnet.
Diese Wachstumsphase dauert nicht lange — die ersten vier Stadien dauern jeweils zwischen einem und drei Tagen, und die fünfte Phase dauert zwischen drei und fünf Tagen. Zwischen dem ersten und fünften Stadium können Monarchen von etwas mehr als 0,08 Zoll (2 Millimeter) auf 1,75 Zoll (45 mm) lang werden.
Am Ende des Larvenstadiums findet die Raupe einen sicheren Platz zum Aufhängen, damit sie in einen Schmetterling übergehen kann. Einmal befestigt, wirft die Raupe ein letztes Mal ihre Haut ab, um eine jadegrüne Hülle oder Puppe freizulegen.
Obwohl eine Puppe wie ein Kokon ist, da sie dazu dient, das sich entwickelnde Insekt zu schützen, sind sie nicht dasselbe. Kokons sind Seidenüberzüge, die ausschließlich von Motten hergestellt werden, während Chrysalises harte Exoskelette sind, die nicht aus Seide bestehen.
Während dieses Übergangs von der Larve zum Erwachsenen wird der Monarch als Puppe bezeichnet. Bei normalem Sommerwetter kann das Puppenstadium zwischen acht und 15 Tagen dauern. Nach dem Puppenstadium tritt der Monarch als Schmetterling aus seiner Puppe hervor.
Monarchfalter haben orangefarbene Flügel, die von einem Gitter aus schwarzen Adern durchzogen sind. Frauen haben eine dunklere Farbe und dickere Venen, während Männer laut MJV zwei schwarze Flecken auf den Venen in ihren Hinterflügeln haben. Der Rand der Flügel ist schwarz mit weißen, braunen und gelben Flecken bei Männchen und Weibchen. Die Flügelspannweite eines Monarchen beträgt laut der National Wildlife Federation 3 bis 4 Zoll (7 bis 10 Zentimeter).
Sind sie giftig?
Erwachsene Monarchen sind für die meisten ihrer potenziellen Raubtiere giftig. Dies liegt daran, dass sich Monarchen während des Larvenstadiums ausschließlich von Wolfsmilchsaft ernähren, der laut MJV giftige Steroide namens Cardenolide enthält. Monarchen haben sich entwickelt, um den giftigen Saft zumindest bis zu einem gewissen Grad zu tolerieren; Eine Larve, die zu viel von dem Latex der Pflanze frisst, könnte vorübergehende Lähmungen oder Krampfanfälle erleiden.
Cardenolide, auch bekannt als Herzglykoside, ähneln Digitalis, einer Pflanzenverbindung, die in der Medizin verwendet wird, um bei Herzerkrankungen zu helfen, so JourneyNorth, ein Citizen-Science-Programm der University of Wisconsin-Madison Arboretum.
Erwachsene Monarchen behalten die Giftstoffe, die sie als Larven gegessen haben, und machen sie giftig für Raubtiere wie Vögel, Frösche und Eidechsen, so eine 2018 in der Zeitschrift Current Biology veröffentlichte Übersicht. Die leuchtenden Farben und die kräftigen Markierungen der Monarchen dienen als Warnsignal für ihre Toxizität für andere Kreaturen. Obwohl die meisten Vögel lernen, die leuchtenden Farben eines giftigen Insekts mit Bitterkeit und Erbrechen in Verbindung zu bringen, haben sich einige Vogelarten in Mexiko, wie der schwarzköpfige Grosbeak (Pheucticus melanocephalus), entwickelt, um den Geschmack von Monarchen zu genießen und haben keine Bedenken, die bitteren Schmetterlinge zu essen, wie in einer 1981 in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Studie berichtet.
Wo leben sie und warum wandern sie aus?
Monarchfalter sind in Nord- und Südamerika beheimatet, leben aber heute auf der ganzen Welt. Es gibt zwei Arten von Monarchfalter, Danaus plexippus und Danaus erippus.
D. plexippus lebt in Nord- und Südamerika, einschließlich der berühmten Population, die zwischen Mexiko und Kanada wandert. Diese Art kommt auch in Teilen Australiens und anderen Ländern Ozeaniens sowie in Indonesien, Portugal, Spanien und im Bundesstaat Hawaii vor. Biologen glauben, dass die Schmetterlinge, die diese weit entfernten Populationen initiierten, entweder auf Schiffen aus Nordamerika fuhren oder den Flug selbst machten, so eine Studie aus dem Jahr 2014 in der Zeitschrift Nature.
D. erippus lebt nur in Südamerika und seine Population überschneidet sich nicht mit D. plexippus. Beide Arten haben wandernde und nicht wandernde Populationen, nach MJV.
Obwohl es in Australien einige wandernde Monarchen gibt, sind die beiden nordamerikanischen Populationen von D. plexippus-Monarchen möglicherweise die bekanntesten. „Ich denke, die Leute sind so in Ehrfurcht vor ihnen, weil sie diese erstaunliche Migration haben“, sagte Lukens.
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Eine der wandernden nordamerikanischen Populationen lebt westlich der Rocky Mountains, während die andere östlich von ihnen lebt, sagte Lukens. Die beiden Populationen sind nicht genetisch verschieden, aber sie haben unterschiedliche Migrationsmuster.
Die östliche Population der Monarchfalter verbringt laut MJV den Herbst und Winter in einem kleinen Gebiet der Berge in Michoacán, Mexiko. Die Schmetterlinge sammeln sich in Tannen, wenn die Temperaturen zwischen 32 und 59 Grad Fahrenheit (0 bis 15 Grad Celsius) liegen. Während dieser Zeit befinden sich die Monarchen in einem Zustand der Diapause, der einem Winterschlaf ähnelt. Sie essen nicht; Stattdessen überleben sie, indem sie Fettreserven verwenden, die sie auf ihrer Wanderung nach Süden angesammelt haben, so eine Studie aus dem Jahr 2006 in Integrative and Comparative Biology. Sie zittern auch, um sich warm zu halten.
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Im März dürften längere Tage und wärmere Temperaturen die Monarchen dazu veranlassen, ihre Diapause zu beenden, sich zu vermehren und nach Norden zu wandern, so die University of Michigan. Die Schmetterlinge werden laut MJV ihren Weg in Nordmexiko und den Süden der USA finden.
Wenn die überwinternden Erwachsenen sterben, können sie neun Monate gelebt haben. Aufeinanderfolgende Generationen von Frühlings- und Sommermonarchen leben laut MJV zwei bis sechs Wochen. Wenn neue Generationen geboren werden, wandern sie weiter nach Norden bis nach Südkanada. Wenn sie nach Norden ziehen, suchen sie nach Grünland oder landwirtschaftlichen Lebensräumen, in denen Wolfsmilch und andere Blütenpflanzen wachsen, die Nektar für Erwachsene bieten.
Die letzte Generation, in der Regel Schmetterlinge, die nach Mitte August geboren wurden, treten in die reproduktive Diapause ein und machen die lange Reise zurück nach Mexiko, ohne sich zu reproduzieren, so MJV. Je nachdem, wo sie geboren wurden, könnte dieser Flug bis zu 3.000 Meilen (4.800 Kilometer) betragen und nach Angaben des US Forest Service bis zu zwei Monate dauern.
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Von Oktober bis Februar überwintern erwachsene Schmetterlinge in der westlichen Population entlang der kalifornischen Küste auf einheimischen Monterey-Zypressen und Monterey-Kiefern sowie nicht-einheimischen Eukalyptusbäumen, so MJV. Diese Population beginnt Mitte Februar von der kalifornischen Küste nach Norden und Osten zu wandern und reist bis nach Südkanada, bleibt aber westlich der Rocky Mountains.
Nicht alle Monarchfalter sind Zugvögel. Zum Beispiel gibt es Populationen in Florida, die nicht migrieren, und es ist unklar, ob eine Vermischung zwischen ihnen und migrierenden Monarchen stattfindet, so MJV.
Südliche Monarchen (Danaus erippus) leben nur in Südamerika und gelten laut einer im Biological Journal der Linnean Society veröffentlichten Studie als verschiedene Arten von den Monarchfalter Nordamerikas. Einige Gruppen südlicher Monarchen im Nordwesten Argentiniens und in den bolivianischen Anden und im Tiefland wandern saisonal ab, während andere Gruppen im bolivianischen Tiefland das ganze Jahr über zu leben scheinen, so eine Studie aus dem Jahr 2015, die in der Zeitschrift Biotropica veröffentlicht wurde.
Wie navigieren sie?
Wie Monarchen über so große Entfernungen navigieren, ist ein Rätsel, aber Wissenschaftler vermuten, dass die reisenden Insekten eine Kombination aus ihrer inneren Uhr, der Sonne und magnetischen Rezeptoren verwenden, um dorthin zu gelangen, wo sie hin müssen, so MJV.
Monarchen wandern tagsüber ab, und Studien legen nahe, dass Monarchen mit einem Sonnenkompassmechanismus navigieren können, der Signale der biologischen Uhr der Schmetterlinge mit dem Standort der Sonne kombiniert. Monarchen wandern jedoch immer noch an bewölkten Tagen, wenn die Sonne verborgen ist, so dass es wahrscheinlich ist, dass die Schmetterlinge auch einen internen Magnetkompass verwenden, um zu navigieren. Eine 2014 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie ergab, dass sich Monarchen mit einem internen Kompass orientieren, der auf Ultraviolettlichtsensoren in ihren Antennen beruht. Wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt sind, können sich Monarchfalter nach Süden richten, auch wenn sie die Sonne nicht sehen können.
Sind Monarchfalter gefährdet?
Die Population der nordamerikanischen Monarchfalter ist seit den 1990er Jahren drastisch zurückgegangen, von fast 1 Milliarde Erwachsenen auf nur noch 35 Millionen. Der Verlust von Lebensraum aufgrund der Entwicklung und der Einsatz von landwirtschaftlichen Herbiziden, die Wolfsmilch abtöten, sind laut einer 2016 in der Zeitschrift Insect Science veröffentlichten Studie die Hauptursachen. Der Verlust von Pflanzen, die Nektar für die Schmetterlinge liefern, könnte sich auch auf die Populationen auswirken, sagte Lukens.
Das Pflanzen einheimischer Wolfsmilcharten und anderer einheimischer Pflanzen, die Nektar liefern, unterstützt laut MJV die Monarchpopulationen. Forschungs- und Naturschutzgruppen wie die Michigan State University und die Xerces Society for Invertebrate Conservation bieten spezifischere Vorschläge zur Schaffung und Erhaltung von Schmetterlingslebensräumen zu Hause und an öffentlichen Orten. Die Arbeit zum Schutz von Monarchen hilft auch anderen Bestäuberarten wie Insekten und Vögeln, sagte Lukens.
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Im Dezember 2020, nach einer Bewertung der Monarchfalterpopulation, die USA. Der Fish and Wildlife Service kam zu dem Schluss, dass „die Auflistung des Monarchen als gefährdet oder bedroht gemäß dem Gesetz über gefährdete Arten gerechtfertigt ist, aber durch Maßnahmen mit höherer Priorität ausgeschlossen.“ Die Entscheidung gibt Monarchen den Status „Kandidat“, und die Arten werden weiterhin jedes Jahr für die Auflistung in Betracht gezogen, bis eine Entscheidung getroffen wird.