Original paper

Protection of Hydrofuge Respiratory Structures against Detrimental Microbiotic Growth by Terrestrial Grooming in Water beetles (Coleoptera: Hydropbilidae, Hydraeoidae, Dryopidae, Ebnidae, Curculiooidae)

[Schutz wasserabweisender Atemeinrichtungen bei polyphagen Wasserkäfern gegen abträgliches Mikroorganismen-Wachstum durch Putzen an Land (Coleoptera: Hydrophilidae, Hydraenidae, Dryopidae, Elmidae, Curculionidae)]

Kovac, Damir; Maschwitz, Ulrich

Entomologia Generalis Volume 24 Number 4 (2000), p. 277 - 292

38 references

published: Jul 1, 2000

DOI: 10.1127/entom.gen/24/2000/277

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ArtNo. ESP146002404003, Price: 17.60 €

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Abstract

Terrestrial grooming, i. e, grooming outside of water, was investigated in 37 species of polyphagous water beetles belonging to 26 genera and 5 families (Hydrophilidae, Hydraenidae, Dryopidae, Elmidae and Curculionidae). During terrestrial grooming, body regions covered with water repellent pubescence were groomed by preference. When submerged, this pubescence is enveloped by an air sheath which serves as oxygen reservoir and physical gill. If the beetles were prevented from climbing on land and grooming, their air bubbles decreased in size and their mortality rose. Terrestrial grooming could be released by increasing water temperature and light intensity and in some cases by wetting the hydrofuge pubescence when submerged. It is likely that terrestrial grooming helps with the drying out of microorganisms in the sun and their mechanical removal. The epizoic microorganisms and other contaminants would interfere with the hydrophobous properties of the pubescence and lead to drowning of the beetles. All species examined, except Elmis aenea (Müller 1806), groomed on land. Elmidae and some other hydrophagous water beetles have cuticular structures which are particularly resistant to wetting and do not need to be cleaned despite steadily increasing contamination. The possible evolution of the terrestrial grooming behaviour in polyphagous water beetles is discussed and compared to the secretion-grooming behaviour in Hydradephaga.

Kurzfassung

Das Putzen an Land wurde bei 37 polyphagen Wasserkäfer-Arten aus 25 Gattungen und 5 Familien (Hydrophilidae, Hydraenidae, Dryopidae, Elmidae, Curculionidae) untersucht. Während des Putzens wurden vorzugsweise Körperbereiche mit wasserabstoßenden Haaren bearbeitet. Diese Haare sind im Wasser von einer Lufthülle umgeben, die als Luftreservoir und physikalische Kieme dient. Wenn die Käfer am Herausklettern aus dem Wasser und damit am Landputzen gehindert wurden, dann wurde die Lufthülle kleiner und die Mortalität stieg an. Das Landputzverhalten konnte durch eine Erhöhung der Wassertemperatur und der Lichtintensität oder in einigen Fällen durch das Benetzen der wasserabstoßenden Haare ausgelöst werden. Es ist wahrscheinlich, daß das Landputzen dem Austrocknen der Mikroorganismen in der Sonne und ihrer mechanischen Entfernung dient. Die Aufwuchs-Mikroorganismen würden die wasserabstoßenden Eigenschaften der Haare verringern und zum Ertrinken der Käfer führen. Alle untersuchten Arten, außer Elmis aenea (Müller 1806), putzen sich an Land. Elmidae und einige andere polyphage Wasserkäfer besitzen Kutikularstrukturen, die gegen Benetzung besonders widerstandsfähig sind. Sie müssen nicht geputzt werden, obwohl sie im Laufe der Zeit zunehmend durch Aufwuchs kontaminiert werden. Die Evolution des Landputzens bei polyphagen Wasserkäfern wird diskutiert und mit dem Sekretputzen der Hydradephaga verglichen.

Keywords

groomingreleasing stimulihydrofuge hairsplastronmicroorganismsHydrophilidae: HelophorinaeHydrochinaeSpercheinaeHydrophilinaeHydraenidaeDryopidaeElmidae / ElminthidaeCurculionidaePutzverhaltenAuslösende ReizeWasserabweisende HaarePlastronMikroorganismen