Insektenökologie

Die Insektenökologie beschreibt die Wechselwirkungen von Insekten , einzeln oder in Gemeinschaften, mit ihrer Umwelt bzw. ihrem Ökosystem . ^{[ 1 ]} Diese Wechselwirkungen werden hauptsächlich durch die Sekretion und den Nachweis von chemischen Substanzen ( Semiochemikalien ) in der Umwelt durch Insekten vermittelt. ^{[ 2 ]} Semiochemikalien werden von Organismen (einschließlich Insekten) in die Umwelt abgegeben und von anderen Organismen, wie z. B. Insekten, wahrgenommen. Die von Organismen (einschließlich Insekten) zur Interaktion mit anderen Organismen derselben oder verschiedener Arten verwendeten Semiochemikalien lassen sich im Allgemeinen in vier Gruppen einteilen: Pheromone , Synomone, Allomone und Kairomone . ^{[ 3 ]} Pheromone sind Semiochemikalien, die die Interaktion zwischen Organismen derselben Art erleichtern. Synomone sind für Produzent und Empfänger gleichermaßen vorteilhaft, Allomone hingegen nur für den Produzenten, während Kairomone dem Empfänger zugutekommen. ^{[ 3 ] [ 4 ]} Insekten interagieren mit anderen Arten innerhalb ihrer Lebensgemeinschaft. Diese Interaktionen umfassen Mutualismus , Kommensalismus , Amensalismus, Parasitismus und Neutralismus. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Insekten spielen aufgrund ihrer enormen Vielfalt an Formen, Funktionen und Lebensweisen eine bedeutende Rolle im Ökosystem der Welt . Sie tragen maßgeblich zur Biodiversität in den meisten Lebensräumen bei , mit Ausnahme des Meeres, und erfüllen vielfältige wichtige ökologische Funktionen. Im Bereich des Nährstoffrecyclings leisten Insekten einen wichtigen Beitrag, indem sie Laubstreu , Holz , Aas und Dung abbauen oder fressen und Pilze verbreiten . Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Nahrungskette , insbesondere für entomophage Wirbeltiere wie viele Säugetiere , Vögel , Amphibien und Reptilien . Insekten spielen eine entscheidende Rolle für die Aufrechterhaltung der Struktur und Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften: bei Tieren durch Krankheitsübertragung , Prädation und Parasitismus , bei Pflanzen durch Phytophagie und Pflanzenvermehrung mittels Bestäubung und Samenverbreitung . ^{[ 8 ]} Aus anthropozentrischer Sicht stehen Insekten in Konkurrenz zum Menschen. Sie verzehren bis zu 10 % der vom Menschen produzierten Nahrungsmittel und infizieren jeden sechsten Menschen mit einem Krankheitserreger . ^{[ 9 ]}

Die Ökologie einer Lebensgemeinschaft beschreibt die Wechselwirkungen zwischen Organismen, die am selben Ort leben. Indirekte Wechselwirkungen umfassen Fortpflanzung, Nahrungssuche und Zersetzung. Direkte Wechselwirkungen, wie Symbiose , Konkurrenz und Prädation, sind besonders auffällig. ^{[ 10 ]} Jeder Organismus kann im Prinzip in manchen Situationen Konsument und in anderen Produzent sein. Die Gesamtheit dieser Wechselwirkungen definiert eine Lebensgemeinschaft und unterscheidet sie voneinander. Insekten spielen in diesen Gemeinschaften oft vielfältige Rollen, die je nach Art stark variieren. Sie erkennen ihren Wirt (ihre Nahrungsquelle) mithilfe visueller, olfaktorischer, gustatorischer und taktiler Reize. ^{[ 11 ]}

Zersetzende Insekten ernähren sich von toten oder verrottenden Pflanzen- oder Tierkörpern. Diese Insekten werden Saprophagen genannt ^{[ 12 ]} und lassen sich in drei Hauptkategorien einteilen: solche, die sich von totem oder absterbendem Pflanzenmaterial ernähren, solche, die Aas fressen, und solche, die sich von Tierkot ernähren. Durch den Abbau toter Pflanzen wird eine größere Oberfläche freigelegt, wodurch die Pflanzen aufgrund der Zunahme pflanzenfressender Mikroorganismen schneller verrotten. ^{[ 13 ]} Diese Insekten tragen maßgeblich zur Bildung einer Humusschicht im Boden bei, die ein ideales Umfeld für verschiedene Pilze und Mikroorganismen bietet. Diese Organismen produzieren einen Großteil des Stickstoffs, Kohlenstoffs und der Mineralien, die Pflanzen für ihr Wachstum benötigen. Zu den Aasfressern gehören verschiedene Käfer, Ameisen, Milben, Wespen, Fliegenlarven ( Maden) und andere. Diese Insekten bewohnen den toten Körper nur kurz, fressen ihn dann aber schnell auf und/oder vergraben ihn. Typischerweise ernähren sich einige Fliegenarten als erste von einem toten Tier, doch die Reihenfolge der nachfolgenden Insekten ist vorhersehbar und wird als Faunenfolge bezeichnet. Viele Mistkäfer und Mistfliegen werden vom Geruch tierischer Exkremente angelockt. Die erwachsenen Tiere legen ihre Eier oft auf frischen Kot, und die Larven ernähren sich von der organischen Substanz. Viele Mistkäferarten haben sich so entwickelt, dass sie sich ausschließlich von den Exkrementen einer bestimmten Tierart ernähren. Es gibt sogar eine Mistkäferart, die Kot zu einer Kugel formt, diese in ein vorgegrabenes Loch schiebt, ihre Eier hineinlegt und sie dann mit frischer Erde bedeckt, um ihren Larven ideale Bedingungen für die Entwicklung zu bieten.

Fleischfressende Insekten überleben, indem sie andere lebende Tiere fressen, sei es durch Jagen, Blutsaugen oder als innere Parasiten. Diese Insekten lassen sich in drei Hauptkategorien einteilen: Räuber, Parasiten und Parasitoide .

Raubinsekten sind typischerweise größer, da ihr Überleben von ihrer Fähigkeit abhängt, Beute zu jagen, zu töten oder zu lähmen und zu fressen. ^{[ 14 ]} Es gibt jedoch einige Ausnahmen, allen voran Ameisen . Ameisen und andere Kolonieinsekten können ihre Beute durch ihre schiere Anzahl überwältigen, selbst wenn die Ameisen deutlich kleiner sind. Sie besitzen oft spezialisierte Mandibeln ( Mundwerkzeuge ) für diese Aufgabe, die teils extremen Schmerz, Lähmung oder einfach eine hohe Beißkraft verursachen. Einzelgängerische Insekten hingegen müssen ihre Beute zuverlässig erlegen können und haben daher eine Vielzahl einzigartiger Jagdmethoden entwickelt. Manche durchstreifen aktiv die Jagd, während andere im Hinterhalt lauern. Wieder andere setzen chemische Substanzen frei, um bestimmte Beutetiere anzulocken, und manche fressen alles, was sie finden können. ^{[ 15 ]}

Parasitäre Insekten leben auf oder in ihren Wirten . Der Parasit schädigt den Wirt zwar, jedoch nicht so stark, dass er daran stirbt. Die Anwesenheit des Parasiten wird vom Wirt oft nicht bemerkt, da der Größenunterschied in der Regel enorm ist. Parasiten unterscheiden sich stark darin, wie sie in oder um ihre Wirte überleben; manche durchlaufen ihren gesamten Lebenszyklus im Körper, wie beispielsweise die Weibchen der meisten Fächerflüglerarten , während andere nur während ihres Larvenstadiums im Wirt verbleiben. Kleptoparasiten beschaffen sich Nahrung, indem sie diese ihren Wirten stehlen. Ein Kleptoparasit kann opportunistisch Beute fressen, die kürzlich von einem Fressfeind getötet wurde, wie beispielsweise viele adulte Schmarotzerfliegen , oder er kann sich täuschend nah am Nest des Wirts aufhalten, wie die meisten Ameisengrillen . Die Vielfalt an Methoden und Arten bei Parasiten ist genauso groß wie bei jeder anderen Insektenart. Die gefährlichsten Parasiten für den Menschen sind diejenigen, die außerhalb des Wirts leben und sich von dessen Blut ernähren. Diese Arten übertragen Viren, Krankheiten und sogar andere, kleinere Parasiten auf den Wirt und verbreiten diese in der Bevölkerung vieler Entwicklungsländer mit schlechter Gesundheitsversorgung.

Eine Unterkategorie der Parasiten sind die Parasitoide. Ein Parasitoid ist ein Organismus, der sich auf oder in einem anderen Organismus (Wirt) entwickelt, sich von diesem ernährt und ihn schließlich tötet. ^{[ 16 ]} Bei Insekten sind Parasitoide Insekten, deren Larven sich durch die Nahrungsaufnahme in oder auf einem anderen Arthropoden (Wirt) entwickeln und diesen schließlich töten. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Die meisten parasitoiden Insekten fressen ihre Wirte im Larvenstadium, während sich die adulten Tiere oft von Nektar oder anderem organischen Material ernähren. Eine Wespenfamilie, die Wegwespen , lähmt Spinnen, bevor sie diese zu ihrem Nest zurückbringt und ein Ei auf den Hinterleib der Spinne legt. Andere parasitoide Wespen, wie Schlupfwespen und Brackwespen , legen ihre Eier auf oder direkt in ihre Wirte. Viele adulte Weibchen besitzen lange Legestachel, die länger sein können als die gesamte Körperlänge des adulten Tieres. Parasitoide Käfer aus der Familie Ripiphoridae befallen verschiedene Insektenarten, ebenso wie die meisten Mitglieder der großen Familie der Raupenfliegen .

Von allen beschriebenen Eukaryoten sind fast ein Drittel pflanzenfressende Insekten, etwa 500.000 Arten. ^{[ 19 ]} Sie ernähren sich von lebenden Pflanzenteilen oder deren Produkten. Diese Insekten werden auch als phytophage Insekten bezeichnet. Sie fressen entweder essentielle Pflanzenteile wie Blätter oder Pflanzensaft oder ernähren sich von Pollen und Nektar . In einer Umwelt, in der sich Verfügbarkeit und Qualität der Pflanzen ständig ändern, konkurrieren sie mit anderen Organismen um begrenzte Wirtspflanzen. ^{[ 20 ]} Pflanzenfressende Insekten nutzen häufig olfaktorische oder visuelle Reize, um eine potenzielle Wirtspflanze zu bestimmen. Ein visueller Reiz kann beispielsweise die Kontur eines bestimmten Blatttyps oder der starke Kontrast zwischen den Blütenblättern und den umgebenden Blättern sein. Diese Reize sind typischerweise mit dem olfaktorischen Signal verknüpft, das ein Insekt von seiner beabsichtigten Mahlzeit wahrnimmt. Der olfaktorische Reiz kann der Duft des Nektars einer Blüte, eine bestimmte, zur Abwehr unerwünschter Fressfeinde ausgeschiedene Chemikalie oder der austretende Saft eines Kirschbaums sein . Jeder dieser beiden Sinne kann die treibende Kraft für die Wahl einer bestimmten Pflanze durch ein Insekt sein, doch erst nach dem ersten Biss und der Bestätigung der Nahrung durch den Geschmackssinn nimmt es tatsächlich Nahrung auf. Da die meisten Insekten auf Pflanzen als Nahrungsquelle angewiesen sind, haben Pflanzen verschiedene Abwehrmechanismen entwickelt, um sich vor Insekten zu schützen. Diese Mechanismen lassen sich im Wesentlichen in zwei Gruppen einteilen: Antibiose und Antixenose. Bei der Antibiose beeinflusst die Abwehr der Pflanze Wachstum, Überleben und Entwicklung des Insekts, während bei der Antixenose chemische und morphologische Faktoren das Fressverhalten der Pflanze beeinflussen. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Pflanzen haben im Laufe der Evolution verschiedene sekundäre Stoffwechselprodukte entwickelt, um sich vor pflanzenfressenden Insekten zu schützen. Diese chemischen Verbindungen werden in Alkaloide, Terpenoide und Phenole unterteilt. Insekten haben außerdem Mechanismen entwickelt, um diese von ihren Wirtspflanzen produzierten Chemikalien zu entgiften. ^{[ 11 ]}Nachdem ein pflanzenfressendes Insekt eine Pflanze gefressen hat, wartet es entweder dort, bis es wieder hungrig ist, oder es sucht nach weiterer Nahrung, einem Partner oder einem Unterschlupf. Pflanzenfressende Insekten bergen für Pflanzen weitaus größere Gefahren als nur die des Fraßes; sie gehören zu den wichtigsten Krankheitsüberträgern in der Insektenwelt. Zahlreiche Krankheiten, Pilze und Parasiten können von nahezu jedem pflanzenfressenden Insekt übertragen werden, von denen viele für die infizierte Pflanze tödlich sind. Manche Krankheiten scheiden sogar ein süßlich riechendes, klebriges Sekret aus, um weitere Insekten anzulocken und sich weiter auszubreiten. Pflanzen verfügen ihrerseits über Abwehrmechanismen . Einige dieser Abwehrmechanismen bestehen aus giftigen sekundären Pflanzenstoffen, die Insekten abschrecken sollen. Diese Toxine schränken die Nahrungsvielfalt der Pflanzenfresser ein, und die Entwicklung von Mechanismen, die es ihnen dennoch ermöglichen, weiterhin pflanzenfressend zu leben, ist ein wichtiger Bestandteil der Erhaltung ihrer Nahrungsvielfalt und somit auch ihrer gesamten Evolutionsgeschichte. Sowohl Pleiotropie als auch Epistase haben in dieser Hinsicht komplexe Auswirkungen. Die Simulationen von Griswold (2006) zeigen, dass mehr Gene den Vorteil bieten, dass mehr Ziele für adaptive Mutationen zur Verfügung stehen, während Fisher (1930) nachwies, dass eine Mutation zwar ein Merkmal verbessern kann, Epistase aber auch negative Auswirkungen auslöst und so die Anpassung verlangsamt. ^{[ 19 ]}

Schoonhoven und Mitarbeiter untersuchten von Blaney et al. (1985) bis Schoonhoven et al. (1992) das Zusammenspiel chemorezeptorischer Reize bei Schmetterlingen (Lepidoptera) und Heuschrecken (Orthoptera) . Sie verwendeten Helicoverpa armigera , Spodoptera littoralis , S. frugiperda , Chloridea virescens und Heuschrecken . Sie stellten fest, dass die meisten Insekten unmittelbar und annähernd gleich stark auf phagostimulierende (Nahrungsreize) und phagodetertive (Abschreckungsreize) Substanzen reagieren. Darüber hinaus präsentierten sie einige abweichende Beispiele: verzögerte Reaktionen, die darauf hindeuten, dass Nahrungsentscheidungen kognitiv und nicht nur durch einfache Chemorezeption beeinflusst werden, sowie ungleiche Chemorezeptorstimulation. Dabei feuerten gustatorische Zellen bei jedem Material gleich stark, während deterrente Zellen bei unerwünschten Materialien stärker feuerten. (Sie untersuchen auch ähnliche Fragen des Nahrungssuchens/-vermeidens im Zusammenhang mit dem ausgewogenen Verhältnis von Protein und Kohlenhydraten in der Ernährung – also weniger riskante Nahrungsoptionen, bei denen Toxine nicht der entscheidende Faktor sind – und kommen zu ähnlichen Ergebnissen: Einige Insekten ernähren sich ausschließlich über die Chemorezeption, während andere verzögerte Entscheidungen treffen, was auf kognitive Prozesse hindeutet.) Sowohl Salicin als auch Koffein wirken als Fraßhemmer , und einige Untersuchungen der Arbeitsgruppe um Schoonhoven testen sowohl die abschreckende Wirkung dieser Substanzen als auch die Gewöhnung daran. Die Arbeitsgruppe um Glendinning hat ähnliche Arbeiten durchgeführt. Sie fanden heraus, dass die Gewöhnung von Manduca sexta an Salicin kognitiv vermittelt ist, da die Stimulation der abschreckenden Sinneszellen kaum abnimmt, selbst wenn das Vermeidungsverhalten aufhört. Glendinning et al. (1999) hingegen stellten fest, dass die Gewöhnung von M. sexta an Koffein auf einer veränderten Chemorezeptoraktivierung beruht, da diese signifikant abnimmt, und zwar gleichzeitig mit dem Ende des Vermeidungsverhaltens. Dieselbe Studie untersucht die Wechselwirkungen der Habituation zwischen den beiden Substanzen und kommt zu dem Ergebnis, dass sie wahrscheinlich einen gemeinsamen sekundären Botenstoff nutzen . Sowohl für phagostimulierende als auch für deterrenierende Reize wurde festgestellt, dass die Wirkungen mehrerer Stimulationen durch mehrere Substanzen – gleichzeitig auf dieselben Zellen – additive Effekte bis zur maximalen Feuerrate der Zelle hervorrufen. ^{[ 23 ]}

Es wird erwartet, dass der Klimawandel die Beziehungen zwischen Pflanzenfressern und ihren Wirtspflanzen verändert. Liu et al. (2011) fanden in einem Beispiel keine Veränderung der Verbreitung, sondern beobachteten, dass derselbe Pflanzenfresser aufgrund veränderter Blütezeiten seinen primären Wirt wechselte . Gillespie et al. (2012) stellten eine Diskrepanz zwischen Wirtspflanzen und Wirtspflanzen aufgrund von Temperaturverschiebungen fest. (Diese Methoden zur Untersuchung von Pflanzenfressern könnten angewendet werden, um dieselbe Frage im Zusammenhang mit Klimawandel und Bestäubung zu untersuchen. Stand 2014 musste dies jedoch noch erprobt werden.) ^{[ 24 ]}

Aufgrund ihrer vielfältigen Funktionen, Ernährungsweisen und Lebensweisen sind Insekten integrale Bestandteile terrestrischer Ökosysteme. Neben ihrer Rolle als Zersetzer, Fleisch- und Pflanzenfresser sind Insekten häufig an Interaktionen mit anderen Arten beteiligt, wie beispielsweise Symbiosen. Diese Interaktionen können Pflanzen, Säugetiere und andere Insekten sowohl positiv als auch negativ beeinflussen. Bei diesen Beziehungen handelt es sich meist um symbiotische Beziehungen. ^{[ 25 ]} Ein Insektenwirt, der sogenannte Makrosymbiont, kann Interaktionen eingehen, die entweder gegenseitigen Nutzen bringen (Mutualismus) oder keine Auswirkungen auf seine assoziierten Mikrosymbionten haben, wie beispielsweise Protozoen, Algen, Pilze, Bakterien oder Viren. ^{[ 26 ]}

Symbiose ^{[ 27 ]} ist ein Oberbegriff für verschiedene Arten langfristiger Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Arten. Symbiotische Beziehungen bestehen zwischen Insekten und anderen Organismen. Es wurde gezeigt, dass die symbiotische Beziehung zwischen Insekten und Mikroorganismen ein weit verbreitetes Phänomen ist. ^{[ 28 ]} Einige Symbionten sind parasitär und haben negative Auswirkungen auf den Wirt, andere sind kommensalistisch und zeigen keine erkennbaren Auswirkungen auf den Wirt, und wieder andere sind mutualistisch und haben positive Auswirkungen auf den Wirt. ^{[ 29 ]} Jüngste Verhaltensstudien an symbionteninfizierten und nicht infizierten Insekten haben gezeigt, dass nicht nur parasitäre oder pathogene Mikroben, sondern auch kommensalistische und mutualistische Mikroben das Verhalten des Wirts auf scheinbar adaptive Weise beeinflussen können. Diese symbiotischen Interaktionen können sich aufgrund externer Faktoren oder interner Veränderungen, die von den Symbionten selbst hervorgerufen werden, häufig von einer Form in eine andere verändern. ^{[ 28 ] [ 30 ]} Ein typisches Merkmal von Insekten-Mikroorganismen-Symbiosen ist die Abhängigkeit von nährstoffunausgewogenen Substraten. ^{[ 31 ]} Manche Mikrosymbionten können ihren Insektenwirten auch dabei helfen, die Abwehrmechanismen ihrer pflanzlichen oder tierischen Wirte zu überwinden. ^{[ 31 ]} Ansässige Mikroorganismen können ihre Insektenwirte durch verschiedene Mechanismen vor natürlichen Feinden schützen. Neben der Stärkung der Immunantwort des Wirts gegen solche Bedrohungen können Symbionten Pathogene und Parasiten um Mikrohabitate im Wirt verdrängen und schädliche Sekundärstoffe produzieren, die die Immunabwehr des Insekts unterstützen. ^{[ 32 ]} Beispielsweise synthetisiert Pseudomonas sp. in Kurzflügelkäfern der Gattung Paederus das Polyketid „Pederin“, welches die Käfer vor Fressfeinden schützt. ^{[ 33 ]} Ein konkretes Beispiel für solche Interaktionen sind Bakteriozyten-assoziierte Symbionten, die während der frühen Ei- oder Embryonalentwicklung direkt von der Mutter an den Nachwuchs weitergegeben werden. Diese in den Entwicklungsprozess des Insekts integrierte Übertragung sichert den Fortbestand der Symbiose. ^{[ 28 ]} Mutualismus und Parasitismus sind zwar spezifische Formen symbiotischer Beziehungen, es gibt aber auch andere. So können Insekten beispielsweise in manchen Fällen symbiotische Beziehungen eingehen, in denen eine Art profitiert, während die andere unbeeinflusst bleibt – dies wird als kommensale Symbiose bezeichnet. In anderen Fällen spielt die obligate Symbiose, eine spezielle Form der Insektensymbiose, eine entscheidende Rolle bei der Überwindung von Nährstoffmangel. Bei dieser Art symbiotischer Beziehung sind viele Insekten auf mikrobielle Partner angewiesen.zur Nährstoffergänzung. ^{[ 34 ]}

Die Interaktionen zwischen Insekten und Symbionten führen zu morphologischen Anpassungen und Mechanismen, die Insekten nutzen, um ihre mikrobiellen Partner zu schützen, zu ernähren und zu transportieren. Beispiele hierfür sind Fermentationskammern, Mundtaschen, Blinddärme, Kryptendärme, Divertikel, Kryptenzellen, Bakteriozyten, Mycetozyten und Mycetome sowie Fälle, in denen bakterielle Endosymbionten in der gesamten Lymphe verteilt sind. ^{[ 26 ]} Darüber hinaus unterstützen zahlreiche morphologische Anpassungen pilzliche Ektosymbionten. Strukturen wie Mycangien wurden an Stellen wie Prothorax, Pronotum, Coxa, Mesonotum, Mandibeln, Pharynx und Elytren identifiziert. ^{[ 35 ]}

Mutualismus ist eine symbiotische Beziehung zwischen zwei Arten, von der beide profitieren. ^{[ 28 ]} In solchen Beziehungen erbringt jede beteiligte Art Leistungen für die andere, beispielsweise Nahrung oder Verteidigung. ^{[ 36 ]} Signalgebung spielt bekanntermaßen eine wichtige Rolle bei der Auswahl mutualistischer Partner. Gerüche und die Wahrnehmung chemischer Substanzen sind an der Bildung symbiotischer Beziehungen zwischen den meisten pilzzüchtenden Insekten beteiligt. Die Anziehungskraft des Ambrosiakäfers auf seine Pilzsymbionten deutet darauf hin, dass die Partnerwahl durch mikrobielle flüchtige organische Verbindungen (MVOCs), die von den Pilzen produziert werden, beeinflusst wird. ^{[ 5 ]} In der Ambrosia-Symbiose bezieht der Ambrosiakäfer Nährstoffe von den Ambrosiapilzen, während die Pilze für ihre Verbreitung und den Erhalt ihrer Kultur auf ihren Wirt (den Ambrosiakäfer) angewiesen sind. ^{[ 37 ] [ 38 ]} Weitere häufige mutualistische Beziehungen sind die Reinigungssymbiose , die tierinduzierte Bestäubung und der Schutz vor Fressfeinden. Ein Beispiel für Insektensymbiose ist die Bestäubung von Blütenpflanzen durch Insekten, ein Forschungsgebiet, das als Anthekologie bekannt ist . Verschiedene Bienenarten bestäuben vor allem Blütenpflanzen, indem sie sich von deren Nektar ernähren und im Gegenzug deren Pollen aufnehmen und zu anderen Blüten verbreiten. ^{[ 28 ]} Ein weiteres Beispiel für Insektensymbiose ist die Beziehung zwischen Ameisen und Blattläusen. Die Blattläuse liefern den Ameisen Nahrung (Honig), und die Ameisen schützen die Blattläuse im Gegenzug vor Fressfeinden, indem sie diese fressen. ^{[ 39 ]} Ein weiteres bemerkenswertes Beispiel ist die Beziehung zwischen Blattläusen ( Hemiptera : Aphididae ) und ihrem symbiotischen Bakterium Buchnera aphidicola . Diese Mikroorganismen befinden sich in spezialisierten inneren Strukturen, den sogenannten Bakteriomen , im Körper des Insekts. ^{[ 40 ]} Da der Pflanzensaft, von dem sich Blattläuse ernähren, bestimmte essentielle Aminosäuren und Vitamine nicht enthält, versorgt Buchnera sie mit diesen Nährstoffen. Im Gegenzug bieten die Blattläuse Buchnera in spezialisierten Zellen ein geschütztes Umfeld, da Buchneras Genom stark reduziert ist und es daher nicht selbstständig überleben kann. ^{[ 41 ] [ 42 ]}

Kommensalismus ist eine besondere Form der ökologischen Interaktion zwischen Arten, bei der eine Art Vorteile erlangt, während die andere weder geschädigt noch begünstigt wird. ^{[ 7 ]} Zwei Beispiele für Kommensalismus in der Insektenökologie sind Phoresie , eine Interaktion, bei der sich ein Insekt zum Transport an ein anderes anheftet, und Inquilinismus , die Nutzung eines anderen Organismus als Unterschlupf. Zecken und Milben haben sich so angepasst, dass sie sich zum Transport an Käfer, Fliegen und Bienen (sowie an andere Organismen) anheften – ein Beispiel für Phoresie. ^{[ 43 ]} Beim Inquilinismus siedeln sich Insekten häufig in Garagen von Menschen oder in den Unterschlüpfen anderer Tiere an, um Schutz vor Fressfeinden und Witterungseinflüssen zu finden.

Parasitoide sind Insekten, die eng mit einem Wirt zusammenleben, sich parasitär von ihm ernähren und ihn schließlich töten. Diese spezielle Art der Interaktion ist Insekten vorbehalten und wird am häufigsten von Wespen genutzt. Ein Beispiel hierfür ist die Eiablage von Schlupfwespen in Blattläuse. Die Eier schlüpfen und bringen Wespenlarven hervor, die sich von dem Organismus ernähren und ihn fressen. Einige Parasitoide beeinflussen den Wirt zudem chemisch, um die Entwicklung ihrer parasitären Nachkommen zu fördern. Schlupfwespen jagen typischerweise bestimmte Insekten- oder Spinnenarten, wobei das Entwicklungsstadium des Wirts, in dem die Wespe ihre Eier ablegt, variiert. Für den Menschen sind parasitäre Insekten von Vorteil, da sie in der Landwirtschaft als biologische Schädlingsbekämpfer eingesetzt werden können, indem sie andere Insekten jagen, die Nutzpflanzen schädigen. ^{[ 44 ]}

Insekten konkurrieren häufig um Ressourcen wie Nahrung, Territorium und Partner. Diese Konkurrenz kann innerhalb einer Art (intraspezifisch) oder zwischen Arten (interspezifisch) stattfinden. Sie kann zu Anpassungen und Nischendifferenzierung führen, wobei Arten unterschiedliche ökologische Nischen besetzen, um die Konkurrenz zu minimieren.

In manchen Fällen interagieren Insekten miteinander, ohne sich gegenseitig positiv oder negativ zu beeinflussen. Sie leben einfach nebeneinander, ohne dass sich die Fitness oder das Überleben des jeweils anderen wesentlich verändert. ^{[ 45 ]} In solchen Beziehungen sind die Interaktionen zwischen den beteiligten Organismen stets indirekt oder zufällig. ^{[ 6 ]} Diese Art von Beziehung wird häufig beobachtet, wenn Insekten unterschiedliche Lebensräume bewohnen oder nur minimal miteinander interagieren. ^{[ 45 ]} Ein weiteres Beispiel ist ein Vogel, der einen Baum als Aussichtspunkt nutzt, ohne dass er sich von der Pflanze ernährt oder Insekten auf ihr fressen. ^{[ 46 ]} Ein Beispiel für eine solche Beziehung ist die zwischen einer Vogelspinne und einem Kaktus, die in einer kargen Region leben. ^{[ 6 ]}

Förderung liegt vor, wenn eine Art einer anderen Art indirekt durch die Veränderung der Umwelt zugutekommt. Beispielsweise können bestimmte Insekten Mikrohabitate schaffen oder Ressourcen verändern, die für andere Insektenarten von Vorteil werden. Ein Beispiel hierfür wäre eine Insektenart, die Unterschlupf oder Nistplätze schafft, die anschließend von anderen Insektenarten genutzt werden. ^{[ 47 ]}

Amensalismus ist eine nicht-symbiotische Wechselwirkung zwischen Arten, bei der ein Organismus einen anderen negativ beeinflusst, ohne selbst von diesem beeinflusst zu werden. Diese Art der Wechselwirkung ist in der Natur weit verbreitet. Ein Beispiel aus der Insektenökologie ist die Konkurrenz zwischen Ziegen und Insekten. Beide Individuen konkurrieren um dieselbe Nahrungsquelle, wobei die Ziegen den Insekten die Nahrungsaufnahme verweigern. ^{[ 48 ]} Die Ziege bleibt von dieser Wechselwirkung völlig unbeeinträchtigt, das Insekt hingegen hungert.

Insekten können im Laufe der Evolution das Aussehen, das Verhalten oder andere Merkmale anderer Arten nachahmen. Dies kann für die nachahmende Art in verschiedener Hinsicht vorteilhaft sein, beispielsweise um Schutz vor Fressfeinden zu erlangen oder Zugang zu Ressourcen zu erhalten. So ahmen manche harmlose Insekten das Aussehen gefährlicherer oder ungenießbarer Arten nach, um Fressfeinden zu entgehen. ^{[ 49 ]}

Allelopathie bezeichnet die Freisetzung von chemischen Substanzen durch eine Art, die das Wachstum, die Entwicklung oder das Verhalten einer anderen Art beeinflussen. Obwohl diese Art der Interaktion häufiger mit Pflanzen in Verbindung gebracht wird, können auch bestimmte Insekten allelopathische Wechselwirkungen untereinander eingehen. Diese chemischen Substanzen können die Konkurrenz, die Fortpflanzung oder das Überleben anderer Insektenarten in der Umgebung beeinflussen. ^{[ 50 ]}

Koevolution ist der ökologische Prozess, durch den zwei Arten sich gegenseitig in ihrer Evolution beeinflussen. Dieses Konzept ist grundlegend für die Insektenökologie. Koevolution ist besonders wichtig, weil sie sowohl mikro- als auch makroevolutionäre Veränderungen bewirken kann. Mikroevolutionäre Veränderungen umfassen Verschiebungen im Genom und in den Allelen, während Makroevolution die Entstehung einer neuen Art, auch Artbildung genannt, bezeichnet . ^{[ 51 ]} Zwei koevolvierende Arten erfahren wechselseitige Evolution und durchlaufen biologische Veränderungen infolge der jeweils anderen Art. ^{[ 52 ]} Ein Beispiel hierfür in der Insektenökologie ist die Koevolution von Dasyscolia ciliata , einer Wespenart, und Ophrys speculum , einer Orchideenart. Beide Arten haben sich so entwickelt, dass die Wespe der einzige bekannte Bestäuber der Pflanze ist. Diese Beziehung lässt sich auch bei anderen Blütenpflanzen und bestäubenden Insekten beobachten, ein besonders deutliches Beispiel ist jedoch die Koevolution von Ameisen und Akazien. Die Akazienameise ( Pseudomyrmex ferruginea ) ist ein Insekt, das fünf verschiedene Akazienarten schützt. Die Ameise bietet der Pflanze Schutz, während die Akazien im Gegenzug Nahrung und Unterschlupf bereitstellen. Über Generationen hinweg haben sich diese beiden Arten aneinander angepasst – ein Beispiel für Koevolution.

Insekten spielen zahlreiche Rollen, die sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Umwelt und andere Organismen haben. Zu diesen Rollen gehören Bestäubung, Samenverbreitung, Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit, die Funktion als Nahrungsquelle für andere Organismen und die Beteiligung an der Krankheitsübertragung. Bestäubung und Samenverbreitung werden hauptsächlich von Tieren verursacht; Insekten sind jedoch für etwa 85 % der Bestäubung bei Angiospermen verantwortlich. ^{[ 53 ]} Ameisen verbreiten bekanntermaßen die Samen von über 100 Pflanzenarten in der brasilianischen Caatinga. ^{[ 54 ]} Bodenbewohnende Insekten wie Ameisen, Termiten und Käfer tragen zur Zersetzung von Pflanzenresten, zur Belüftung des Bodens und zur Verbesserung der Bodenstruktur bei. Diese Aktivitäten fördern die Bodengesundheit und -fruchtbarkeit. ^{[ 55 ]} Darüber hinaus dienen Insekten als Nahrungsquelle für andere Organismen wie Reptilien, Vögel, Amphibien, Fische und viele andere. ^{[ 56 ]} Insekten sind auch an der Übertragung von durch Vektoren übertragenen Krankheiten beteiligt, die jährlich für etwa 700.000 Todesfälle verantwortlich sind. ^{[ 57 ]}

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