Körperlänge 1–2 mm (Min. 0,2 mm, Max. 9 mm).

Kopf: Mundwerkzeuge liegen in einer Kiefertasche verborgen, Außen nur ein Mundkegel sichtbar (Name!). Jedes Antennensegment mit Musekln.

Thorax: Primär flügellose Insekten. 3 Beinpaare, Tibia und Tarsus zum Tibiotarsus verwachsen, Prätarsus mit einer unpaaren Kralle und einem borstenförmigen Empodium.

Abdomen: bis zu 6 Abdominalsegmente, Segment A1 mit Collophor (Ventraltubus), A3 mit Retinaculum zur Befestigung der Furca, A4 mit Furca (Sprunggabel), Hinterleibsende ohne Cerci.

Namensgebung 

Springschwänze
Der deutsche Name Springschwänze bezieht sich auf die Fähigkeit der meisten Vertreter dieser Insektenordnung, mithilfe der am Hinterleib befindlichen Sprunggabel (Furca) ein Mehrfaches der eigenen Körperlänge weit nach vorn zu springen.

Collembola Lubbock, 1870
Der wissenschaftliche Name Collembola leitet sich aus dem Griechischen ab: colla Leim und embolon Keil, Zapfen. Der Name bezieht sich auf den bauchseitig am ersten Hinterleibssegment befindlichen Collophor. Der im Deutschen für Collophor gebräuchliche Begriff Ventraltubus ist also keine direkte Übersetzung. Es wurde ursprünglich angenommen, dass sich Collembolen mit dem Ventraltubus an glatten Oberflächen festhalten und fortbewegen können. Wissenschaftlich belegt ist bislang nur, dass dieses Organ der Osmoregulation, Wasseraufnahme und Exkretion dient (Eisenbeis 1982).

Merkmale

Körperlänge 1–2 mm; kleinste Arten 0,1 mm, größte heimische Art mit 9 mm ist Tetrodontophora bielanensis, die weltweit größten Collembolen leben in Australien und werden bis zu 2 cm lang.
Kopf. Antennen inserieren vor den Augen, sind vielgliedrig und jedes Antennensegment besitzt eigene Muskeln. Einfache Komplexaugen aus lose verbundenen, eukonen Ommatidien sowie bis zu 6 Stirnaugen (Ocelli). Mundwerkzeuge kauend-beißend oder stechend-saugend; Mandibeln und Maxillen von einer seitlichen Falte der Kopfkapsel umwachsen, so dass sie in einer Kiefertasche verborgen liegen und Außen nur ein Mundkegel sichtbar ist.
Thorax. Primär flügellos. 3 Beinpaare, Tibia und Tarsus zum Tibiotarsus verwachsen. Prätarsus mit einer unpaaren Kralle, auf der gelaufen wird, sowie einem borstenförmigen Empodium.
Abdomen. Bis zu sechs Abdominalsegmente, Hinterleibsende ohne Cerci. Abdominalsegment 1 mit Collophor (Ventraltubus), der durch Hämolymphdruck ausstülpbar ist und der Wasser- und Ionenaufnahme, der Respiration, der Adhäsion an Oberflächen sowie als Putzapparat dient. A3 mit Retinaculum zur Befestigung der Furca. A4 mit Furca (Sprunggabel), welche mit einer eigenen Sprungmuskulatur versehen ist. Die Furca ist dreigliedrig und besteht aus dem unpaaren Basalteil (Manubrium) und den paarigen Dentes und Mucrones. A5 ventral mit unpaarem Gonoporus. A6 mit Afteröffnung. Malpighische Gefäße fehlen. 
Integument. Die Körperoberfläche ist durch winzige, warzenförmige und wabenartige Nanostrukturen unbenetzbar (Paulus 1971; Helbig et al. 2011; Nickerl et al. 2013). Die Kutikula ist nur wenig sklerotisiert. Stigmen und Tracheen sind selten vorhanden. Die Atmung erfolgt passiv an wenig verfestigten Stellen mit guter Hämolymphversorgung durch Diffusion; dies bedeutet zugleich eine Restriktion für die erreichbare Körpergröße. Euedaphische Arten meist hell gefärbt und mit reduziertem Sprungapparat; epedaphische Arten häufig mit dunklen Zeichnungen auf hellem Grund; physiologischer Farbwechsel ist bei einigen Arten nachgewiesen.

 

Die Riesencollembole (Tetrodontophora bielanensis)              Der Dunkelbraune Kugelspringer (Allacma fusca) 
ist mit 7-8 mm Körperlänge die größte europäische               Dresdner Heide, September 2013 (Foto: F. Bauer).
Collembolenart (Foto: M. Nuß).

Stammesgeschichte und Systematik

Collembola sind die ältesten Vertreter der Hexapoda. Fossilien dieser Gruppe sind bereits aus dem Devon – vor 395 Millionen Jahren – bekannt (Engel & Grimaldi 2004). Damit gehören sie zugleich zu den ältesten bekannten Landtieren.
Die Collembola sind Schwestergruppe zu den Diplura + Protura, gemeinsam bilden diese drei Gruppen die Entognatha. Wesentliche Großgruppen der Collembola sind die Poduromorpha, Entomobryomorpha, Symphypleona und Neelipleona (Gao et al. 2008; Xiong et al. 2008; Reumont et al. 2009; Schneider et al. 2011; Leo et al. 2019; Cucini et al. 2021).

Verbreitung und Diversität

Collembola kommen weltweit vor, auch in arktischen und antarktischen Lebensräumen, soweit diese terrestrisch sind. Einige Arten sind kosmopolitisch verbreitet. Weltweit kennt man etwa 7.500 Arten, von denen 416 Arten in Deutschland vorkommen (Schulz et al. 2003).

Lebensweise

Die postembryonale Entwicklung erfolgt ohne Ausbildung von Larvalmerkmalen. Vor dem Erreichen der Geschlechtsreife (Präadultphase) erfolgt das Größenwachstum mit 6–14 Häutungen (Anzahl kann zwischen Individuen derselben Population schwanken); danach bis zu 50 weitere Häutungen.
Bei der Paarung setzen die Männchen das Sperma als Tröpfchen auf einem Stiel ab, von dem es von den Weibchen aktiv in den Gonoporus aufgenommen wird.
Collembola bevorzugen meist Umgebungen mit hoher Luftfeuchte. Sie leben euedaphisch (im Boden unterhalb der Streuschicht), epedaphisch (auf dem Boden oder in der Streuschicht), auf Pflanzenoberflächen, auf dem Wasser oder in den Nestern von Ameisen und Termiten. In Wiesen- und Waldböden mit starker Streuauflage können 100.000 und mehr Individuen von bis zu 100 Arten pro Quadratmeter vorkommen.
Die meisten Arten ernähren sich von zerfallenden pflanzlichen Stoffen, Exkrementen oder Aas und tragen so zur Humusbildung bei. Einige wenige Arten fressen als Nahrungsspezialisten Algen, Pilze, Pollen oder Mikroorganismen.

Literatur

• Cucini, C., P. P. Fanciulli, F. Frati, P. Convey, F. Nardi & A. Carapelli 2021: Re-Evaluating the Internal Phylogenetic Relationships of Collembola by Means of Mitogenome Data. – Genes 12: 44.
• D’Haese, C. A. 2003: Homology and morphology in Poduromorpha (Hexapoda, Collembola). – European Journal of Entomology 101: 385–407.
• Decker, P., A. Christian & W. E. R. Xylander 2018: VIRMISCO – The Virtual Microscope Slide Collection. – Zookeys 741: 271–282.
• Dunger, W. 1993 ff.: Synopses on Palaearctic Collembola. – 8 Bände. – Senckenberg Museum of Natural History, Görlitz.
• Dunger, W. 2003: Ordnung Collembola. – S. 71-86. – In: H. H. Dathe, Lehrbuch der Speziellen Zoologie. Band 1: Wirbellose Tiere. 5. Teil:  Insecta. – Spektrum Akademischer Verlag und Gustav Fischer Verlag Jena.
• Eisenbeis, G., 1982: Physiological absorption of liquid water by Collembola: absorption by the ventral tube at different salinities. – Journal of Insect Physiology 28: 11–20.
• Engel, M. S. & D. A. Grimaldi 2004: New light shed on the oldest insect. – Nature 427 (6975): 627–630.
• Fjellberg, A. 2007: The Collembola of Fennoscandia and Denmark, Part II: Entomobryomorpha and Symphypleona. – Fauna Entomologica Scandinavica 42: 1–264.
• Gao, Y., Y. Bu & Y.-X. Luan 2008: Phylogenetic relationships of basal hexapods reconstructed from nearly complete 18S and 28S rRNA gene sequences. – Zoological Science 25 (11): 1139–1145.
• Helbig, R., J. Nickerl, C. Neinhuis & C. Werner 2011: Smart Skin Patterns Protect Springtails. – PLoS ONE 6(9): e25105
• Hopkin, S. P. 1997: Biology of the Springtails (Insecta: Collembola). – Oxford University Press: 1–330.
• Koch, M. 2000: The cuticular cephalic endoskeleton of primarily wingless hexapods: ancestral state and evolutionary changes. – Pedobiologia 44: 374–385.
• Koch, M. 2001: Mandibular mechanisms and the evolution of hexapods. – In: T. Deuve, Origin of the Hexapoda. – Annales de la Société entomologique de France (N.S.) 37 (1): 129–174.
• Leo, C., A. Carapelli, F. Cicconardi, F. Frati & F. Nardi 2019: Mitochondrial Genome Diversity in Collembola: Phylogeny, Dating and Gene Order. – Diversity 11: 169.
• Lubbock, J. 1873: Monograph of the Collembola and Thysanura. – The Ray Society, London.
• Meusemann, K. 2013: Wie sind die Urinsekten miteinander verwandt? Die Erforschung der Phylogenie der Urinsekten mittels molekularer Daten. – Koenigiana, Bonn 7 (1): 37–44.
• Meusemann, K., B. M. von Reumont, S. Simon, F. Roeding, S. Strauss, P. Kück, I. Ebersberger, M. Walzl, G. Pass, S. Breuers, V. Achter, A. v. Haeseler, T. Burmester, H. Hadrys, J. W. Wägele & B. Misof 2010: A Phylogenomic Approach to Resolve the Arthropod Tree of Life. – Molecular Biology and Evolution 27 (11): 2451–2464.
• Nickerl, J., R. Helbig, H.-J. Schulz, C. Werner & C. Neinhuis 2013: Diversity and potential correlations to the function of Collembola cuticle structures. – Zoomorphology 132 (2): 183–195.
• Paulus, H. F. 1971: Einiges zur Cuticula-Struktur der Collembolen mit Bemerkungen zur Oberflächenskulptur der Cornea. – Revue d‚Écologie et de Biologie du Sol, Paris 8 (1): 37–44.
• Reumont, B. M. v., K. Meusemann, N. U. Szucsich, E. Dell'Ampio, V. Gowri-Shankar, D. Bartel, S. Simon, H. O. Letsch, R. R. Stocsits, Y. X. Luan, J. W. Wägele, G. Pass, H. Hadrys & B. Misof 2009: Can comprehensive background knowledge be incorporated into substitution models to improve phylogenetic analyses? A case study on major arthropod relationships. – BMC Evolutionary Biology 9 (119).
• Schneider, S., C. Cruaud & C. A. D’Haese 2011: Unexpected diversity in Neelipleona revealed by molecular phylogeny approach (Hexapoda, Collembola). – Soil Organisms 83 (3): 383–398.
• Schulz, H.-J. 2011: Collembola – Springschwänze. Exkursionsfauna von Deutschland. Stresemann. 11. Aufl. – Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 2: 45–53.
• Schulz,H.-J., G. Bretfeld & B. Zimdars 2003: Verzeichnis der Springschwänze (Collembola) Deutschlands. – In: B. Klausnitzer, Entomofauna Germanica 6. – Entomologische Nachrichten und Berichte, Beiheft 7: 11–25.
• Xiong, Y., Y. Gao, W.-Y. Yin & Y.-X Luan 2008: Molecular phylogeny of Collembola inferred from ribosomal RNA genes. – Molecular Phylogeny and Evolution 49 (3): 728–735. 

Links

• AJC Springtails. Springtails of Leicestershire and Rutland. https://collembolla.blogspot.com
• Bellinger, P. F., K. A. Christiansen & F. Janssens 1996–2014: Checklist of the Collembola of the World.
• Collembola in Andy Murray's A chaos of delight
• Collembola in Wikipedia (deutsch) 
• Collembola in Wikipedia (englisch)
• Fotoschlüssel für 50 niederländische Springschwanzarten
• Xylander, W., J. Russell, J. Vorwald, H. Höfer, J. Römbke, A. Franzke, S. Lesch, S. Rick, A. Schaffhirt, A. Christian, E. Wurst, K. Hohberg, C. Trog, H.-J. Schulz, U. Burkhardt, K. Voigtländer, P. Decker, F. Horak, S. Jänsch, R. Schmelz, M. Döhler, K. Franke, E. Engemaier, A. König, H. Jechorek, B. Balkenhol, J. Müller, J. Noe, M. Wiesenhütter, T. Stierhof & R. Schmelz 2009-2013: Edaphobase. – http://portal.edaphobase.org