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Käfer Coleoptera

Käfer
Harmless Beneficial

Taxonomy

Kingdom Tiere (Animalia)
Phylum Gliederfüßer (Arthropoda)
Class Insekten (Insecta)
Order Käfer (Coleoptera)
Species Coleoptera
Scientific Name Coleoptera
Accepted Name

Einleitung

Die Käfer (*Coleoptera*) bilden eine Ordnung der holometabolen Insekten und stellen mit über 400.000 beschriebenen Arten die größte Gruppe innerhalb des Tierreichs dar.[1][2] Ihr charakteristisches Merkmal sind die zu festen Elytren verhärteten Vorderflügel, die das Abdomen sowie die membranösen Hinterflügel schützen.[1] Ökologisch treten sie sowohl als bedeutende Schädlinge in der Land- und Forstwirtschaft, wie der Asiatische Eschenprachtkäfer, als auch als Nützlinge, etwa durch Bestäubung oder Prädation von Blattläusen, in Erscheinung.[1][3]

Biologie & Lebenszyklus

Käfer (*Coleoptera*) durchlaufen eine vollständige Metamorphose (Holometabolie), die die Stadien Ei, Larve, Puppe und Imago umfasst.[3] Die Fortpflanzung wird häufig durch artspezifische Pheromone eingeleitet, wie etwa bei Borkenkäfern der Gattung *Ips*, oder durch akustische Signale wie das Klopfen bei *Xestobium rufovillosum*. Die Spermaübertragung erfolgt meist mittels einer Spermatophore, wobei bei einigen Samenkäfern (*Bruchidae*) auch eine traumatische Insemination durch die Bauchwand vorkommt.[1] Weibchen legen ihre Eier, geschützt durch ein Chorion, in substratspezifische Nischen ab; die Fekundität variiert stark, wobei der Japan-Käfer beispielsweise 40 bis 60 Eier produziert.[3] Die Larvalentwicklung umfasst je nach Art meist 3 bis 7 Stadien, wobei die Morphologie von engerlingsartig (eruciform) bei Pflanzenfressern bis hin zu flink und räuberisch (campodeiform) bei *Carabidae* reicht.[1] Larven besitzen kauende Mundwerkzeuge und ernähren sich vielfältig, von Holz (*Cerambycidae*) über Blätter (*Chrysomelidae*) bis hin zu tierischer Beute (*Dytiscidae*). Die Verpuppung findet oft in einer Schutzhülle aus Erde oder Seide statt; die Puppen sind exarat mit freien Gliedmaßen und adectic (ohne funktionsfähige Mandibeln). Die Dauer des Puppenstadiums ist temperaturabhängig und beträgt in gemäßigten Zonen oft 5 bis 20 Tage, während derer eine umfangreiche Gewebeumstrukturierung erfolgt. Nach dem Schlupf durchläuft die Imago eine tenerale Phase, in der die Kutikula aushärtet und ausfärbt.[3] Die Lebensdauer der Adulten reicht von wenigen Monaten bis zu zwei Jahren bei manchen Hirschkäfern (*Lucanus*). Physiologisch sind viele Arten an Extrembedingungen angepasst, etwa durch die Anreicherung von Glycerin zur Kältetoleranz oder Wachsschichten gegen Austrocknung in Wüsten.[5] Eine Diapause im Ei- oder Larvenstadium ermöglicht oft die Synchronisation des Lebenszyklus mit günstigen Jahreszeiten.[3] Symbiosen sind weit verbreitet, beispielsweise kultivieren Ambrosiakäfer Pilze in ihren Gängen als essentielle Nahrungsquelle für die Larven.[2] Während elterliche Fürsorge selten ist, füttern Totengräber der Gattung *Nicrophorus* ihren Nachwuchs aktiv mit vorverdauter Nahrung.[1] Zu den natürlichen Mortalitätsfaktoren zählen parasitische Wespen (z. B. *Ichneumonidae*) und Nematoden, die die Entwicklung der Wirte hemmen oder sie töten.[3]

Wissenschaftliche Forschung & Patente

US-10017549-B2 Biological Erteilt

Gegen Hemipteren und Coleopteren wirksame Toxinproteine aus Bacillus thuringiensis

Monsanto Technology Llc (2013)

Relevanz: 10/10

Zusammenfassung

Es wird ein neuartiges Kristallprotein aus Bacillus thuringiensis beschrieben, das sowohl gegen Wanzen (Hemiptera) als auch gegen Käfer (Coleoptera) wirkt. Das Patent umfasst die Isolierung des Proteins sowie die Herstellung transgener Pflanzen, die dieses Toxin produzieren. Dies erweitert das Wirkungsspektrum von Bt-Pflanzen auf mehrere Schädlingsordnungen gleichzeitig. Die Methode ist effektiv zur Kontrolle von Lygus-Wanzen und Käfern.

US-9688983-B2 Biological Erteilt

Nukleinsäuremoleküle, die Resistenz gegen Käferschädlinge verleihen

Dow Agrosciences Llc (2013)

Relevanz: 10/10

Zusammenfassung

Dieses Patent beschreibt allgemein Nukleinsäuremoleküle zur Nutzung der RNA-Interferenz gegen Käfer. Es werden Methoden zur Hemmung von Zielgenen in den Schädlingen durch transgene Pflanzen offenbart. Die Technologie zielt darauf ab, lebenswichtige Funktionen der Käfer auf genetischer Ebene zu stören. Dies bietet eine Alternative zu chemischen Insektiziden.

EP-3339440-A1 Biological Unbekannt

Nukleinsäuremoleküle, die auf die vakuoläre ATPase-C-Untereinheit abzielen und Resistenz gegen Käferschädlinge verleihen

Dow Agrosciences Llc (2011)

Relevanz: 10/10

Zusammenfassung

Dieses Patent beschreibt eine Methode zur Bekämpfung von Käfern mittels RNA-Interferenz (RNAi). Ziel ist die vakuoläre ATPase-C-Untereinheit, ein essentielles Gen für den Schädling. Durch transgene Pflanzen, die spezifische doppelsträngige RNA produzieren, wird dieses Gen im Käfer nach dem Fressen stummgeschaltet. Dies führt zum Absterben des Schädlings und bietet einen spezifischen Pflanzenschutz.

EP-3354735-A1 Biological Unbekannt

Nukleinsäuremoleküle, die auf das Rho1 kleine GTP-bindende Protein abzielen und Resistenz gegen Käferschädlinge verleihen

Dow Agrosciences Llc (2011)

Relevanz: 10/10

Zusammenfassung

Hier wird eine weitere RNAi-Strategie vorgestellt, die spezifisch auf das Rho1-Protein in Käfern abzielt. Transgene Pflanzen exprimieren Nukleinsäuren, die die Produktion dieses Proteins im Schädling hemmen. Dies führt zu einer effektiven Mortalität bei den Zielinsekten. Die Methode erweitert die genetischen Werkzeuge zur biologischen Schädlingsbekämpfung.

EP-3375878-A1 Biological Unbekannt

Nukleinsäuremoleküle, die auf die vakuoläre ATPase-H-Untereinheit abzielen und Resistenz gegen Käferschädlinge verleihen

Dow Agrosciences Llc (2011)

Relevanz: 10/10

Zusammenfassung

Ähnlich wie bei anderen RNAi-Patenten wird hier ein spezifisches Zielgen, die H-Untereinheit der vakuolären ATPase, adressiert. Die Erfindung umfasst Nukleinsäuresequenzen, die in Pflanzen eingebracht werden, um Resistenz gegen Käferfraß zu erzeugen. Der Mechanismus beruht auf der Unterbrechung zellulärer Prozesse im Verdauungstrakt der Insekten. Es ist eine präzise biotechnologische Bekämpfungsmethode.