Kutikuläre Kohlenwasserstoffe

Kutikuläre Kohlenwasserstoffe sind organisch-chemische Substanzen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die auf der Oberfläche aller Insekten vorhanden sind und eine wichtige Rolle im Leben von Insekten spielen. Die Bezeichnung leitet sich von Cuticula oder Kutikula (lateinisch für Häutchen, von lat. cutis = Haut) ab; der englische Name lautet cuticular hydrocarbons - kurz CHC.

In erster Linie schützen die kutikulären Kohlenwasserstoffe die Tiere vor Austrocknung; es zeigte sich aber in vielen Studien, dass die Chemikalien eine wichtige Rolle bei der Kommunikation der Insekten spielen. Grob unterschieden werden drei Hauptgruppen von Kohlenwasserstoffen: n-Alkane, Alkene und methylverzweigte Kohlenwasserstoffe. Aufgrund der allgemeinen Komplexität vieler kutikulärer Kohlenwasserstoffprofile einzelner Insekten - quasi ein chemischer Fingerabdruck -, die mehr als 100 Einzelverbindungen enthalten können, basieren Vergleiche zwischen Gruppen normalerweise auf dem gesamten Profil unter Verwendung statistischer Methoden mit mehreren Varianten. Durch die Erfassung von Informationen aus einem breiten Spektrum von Studien wird deutlich, dass die Hauptaufgabe der n-Alkane darin besteht, die transkutikuläre Wasserbewegung zu steuern, während die ungesättigten Verbindungen und methylverzweigten Kohlenwasserstoffe eher an der Kommunikation beteiligt sind [vgl. Drijfhout et al., (2009)].

In jeder Spezies gibt es mehrere unterschiedliche Molekültypen mit Kettenlängen von C23 bis C37 und mit unterschiedlichen Positionen der Doppelbindungen bzw. der Methylverzweigungen. Verschiedene Zusammensetzungen von kutikulären Kohlenwasserstoffen können auf Unterschiede im Alter, in der Reproduktionsphysiologie sowie im Genotyp bei Individuen aller Insekten zurückgeführt werden.

Die langkettigen Kohlenwasserstoffe, die das Exoskelett beschichten, sind somit eine chemische Signatur, die aus der Kombination von Genotyp und Physiologie resultiert. Diese kutikuläre Signatur enthält Informationen über die Koloniemitgliedschaft und den Fertilitätsstatus; wissenschaftlich ist es eine Herausforderung zu identifizieren, welche Verbindung die eine oder andere Funktion erfüllt.

In einer neueren Studie wurde gezeigt, dass die intraspezifische Variabilität der kutikulären Kohlenwasserstoffprofile der Ameisenart Formica archboldi zu den größten bisher unter sozialen Insekten entdeckten gehört und dazu einen bemerkenswerten Fall dafür liefert, wie nichtparasitäre Insekten parasitenähnliche, chemisch nachahmende Phänotypen erzeugen können [siehe Smith, 2018].

Siehe auch: Artikel zur Physik der kutikulären Kohlenwasserstoffe von Insekten (2020).

Literatur und Quellen

[1] - Falko P. Drijfhout, Stephen J. Martin, R. Kather:
The role of cuticular hydrocarbons in insects.
In: Behavioral and Chemical Ecology, (2009), DOI https://www.researchgate.net/publication/286303349_The_role_of_cuticular_hydrocarbons_in_insects.

[2] - Adrian A. Smith:
Prey specialization and chemical mimicry between Formica archboldi and Odontomachus ants.
In: Insectes Sociaux, (2018), DOI 10.1007/s00040-018-0675-y.

Letzte Änderung am 19.02.2020.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemie.php?Stoffgruppe=Kutikuläre Kohlenwasserstoffe.