TY - JOUR A1 - Kulike, H. A1 - Strauß, Birgid T1 - Zur Struktur und Funktion des Hymenopterenstachels JF - Amts- und Mitteilungsblatt der Bundesanstalt für Materialprüfung N2 - Vergleichende morphologische Untersuchungen an Stacheln ausgewählter Hautflügler (Insektenordnung Hymenoptera) zeigen die Entwicklung des Stechapparates vom Organ für die Eiablage über die Funktion als Waffe für den Beuteerwerb zum Verteidigungsapparat (Vespidae, Apidae). In dieser Entwicklung verändern sowohl die Stachelrinne als auch beide Stechborsten ihre Form; die Anzahl der Widerhaken und ihre Form sind arttypisch, sie wandeln sich von raspelartigen Kanten zu spitzen, rückwarts gebogenen Haken, die den Stachel in der Einstichstelle verankern. Bei den Vespinae bewirken die muskulöse Giftblase und Muskulatur innerhalb der Stachelrinne das Auspressen des Giftsekrets, während bei den anderen Aculeaten taschenartige Erweiterungen der Stechborsten innerhalb der Stachelrinne das Gift zur Stachelspitze hin schöpfen. Stachelrinne und Stechborsten sind mit Sinnesorganen bestückt, die zum Teil dem campaniformen Typ entsprechen, an der Stachelspitze aber mehrere Sinneszellen enthalten und eher dem Typ „X“ entsprechen. Am Beispiel der Hornisse (Vespa crabro) als größtem staatenbildenden Insekt wird die bei einem Stich abgegebene Giftmenge untersucht (durchschnittlich ca. 0,5 mg/Stich); die Wirkungen von Hornissenstichen im Tierversuch werden beschrieben (bei Mäusen beträgt die letale Toxindosis ca. 90 mg/kg Körpergewicht) und mit den Ergebnissen aus allergologischen Untersuchungen am Menschen vergleichend diskutiert. Anders als Honigbienen und (in seltenen Fällen) auch Wespen bilden Hornissen keine Kolonien mit genügend vielen Individuen, um im Verteidigungsfall einem gesunden Menschen eine lebensgefährliche Toxindosis verabreichen zu können. Die bekannt gewordenen Todesfälle nach Hornissenstichen sind auf allergische Reaktionen der gestochenen Personen zurückzuführen, da weder die Stachellänge noch die abgegebene Giftmenge ausreichen, um den Insektenstich als eigentliche Todesursache anzusehen. Im Laufe der Evolution haben Wespen (Vespinae) und Honigbienen (Apis) unterschiedliche Strategien entwickelt, um sich durch Stiche zu verteidigen: Während Wespen ihren Stachel nach dem Stich wieder herausziehen und mehrmals hintereinander zustechen können, um so eine möglichst große Giftmenge zu verabreichen, bleibt der Stechapparat von „Arbeiterinnen“ der Honigbienen im „Opfer“ hängen, reißt aus dem Bienenkörper heraus (Autotomie) und pumpt selbsttätig die gesamte Giftmenge in die Einstichstelle. Dieser Unterschied im Stechvorgang beruht auf einer verschiedenartigen Ausbildung der Muskulatur bei Wespen und Bienen und nicht, wie oft angenommen, auf unterschiedlich großen Widerhaken am Stachel dieser Hautflügler. N2 - Comparative morphological investigations of sting apparatus of specially selected Hymenoptera show the development of the sting apparatus from an egg-laying device into a weapon of prey and, finally, into a defence apparatus (Vespidae, Apidae). During this development the stylet as well as the two lancets change their form. The number of barbs and their shape are typical for these species, they change from rasp-like edges to sharp hooks, which are bent backwards and maintain the sting in position. With the Vespinae the muscular venom sac and the muscles within the stylet expel the venom, while, with the other aculeate Hymenoptera, pocket-like enlargements of the lancets within the stylet scoop venom to the tip of the sting. The stylet as well as the lancets have sensilla which partially correspond to the companiform type. However, at the tip of their sting Hymenoptera have several sensilla which tend to correspond more to type “X“. Taking the example of the hornet (Vespa crabro) as the biggest social insect the amount of venom in each sting is investigated (on average about 0.5 mg/sting), the effect of hornet stings on animals is described (for mice the lethal toxin dose amounts to approx. 90 mg/kg weight) and then discussed and compared to the results of allergological investigations on human beings. In contrast to honeybees and (in rare cases) also to wasps (yellowjackets), hornets do not build colonies in which there are sufficient individuals capable of giving a healthy person a lethal toxin dose when defending their nest. Known cases in which people have died as a consequence of a hornet sting are due to an allergic reaction of the persons stung, as neither the length of the insect sting nor the amount of venom deposited are sufficient for the insect sting to be the actual cause of death. In the course of evolution both wasps as well as honeybees have developed different strategies to protect themselves by stings; whereas wasps can pull out their sting apparatus and sting several times in succession, in order to administer a maximum amount of venom, the sting apparatus of honeybee-workers remains in the “victim", tears out of the body of the bee (autotomy) and pumps spontaneously the total amount of venom into the wound. This difference in the sting procedure is based on a divergent muscular construction among wasps and bees and not, as often assumed, on the different barb sizes at the sting of these Hymenoptera. KW - Hornissenstachel KW - Giftmenge KW - Stichwirkung beim Menschen KW - Anaphylaxie KW - Letaldosis im Tierversuch KW - Hornet sting KW - Venom KW - Sting fatalities KW - Anaphylaxy KW - LD50 for mice PY - 1986 SN - 0340-7551 VL - 16 IS - 4 SP - 519 EP - 550 PB - Bundesanstalt für Materialprüfung CY - Berlin AN - OPUS4-53380 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -