Als Refugium einer reichhaltigen Holzkäferfauna ist der Nationalpark Hainich auch überregional von Bedeutung: Besonders wertvoll sind die vielen seltenen und hochgradig gefährdeten Arten. Auch finden sich hier zahlreiche Käfer, die in Thüringen nur im Hainich vorkommen.

Käfer sind eine der artenreichsten Tiergruppen unseres Planeten. Mehr als 350.000 Arten sind weltweit bekannt. In Deutschland gibt es etwa 6.490 Käferarten. In Thüringen liegt diese Zahl bei etwa 4.970 Arten. Der Nationalpark Hainich ist bezüglich der Käferfauna eines der am besten untersuchten Gebiete Thüringens.

Die mosaikartige Landschaft des Hainich mit unterschiedlich alten Laubwäldern stellt ein unschätzbares Potential für eine artenreiche und ursprüngliche Käfer­fauna dar. Am Waldrand und in angrenzenden Offen­flächen finden sich wärme- und lichtliebende Arten, andere sind spezialisiert auf geschlossene Baumbestände. Starkdimensionierte Altbäume und darauf angewiesene Arten sind im Hainich noch selten.

Die so genannten "Urwald-Reliktarten" besitzen eine enge Bindung an urwüchsige Wälder, insbesondere an alte Bäume. Bei den Holzkäfern finden sich im Nationalpark vier Reliktarten: Reitters Strunk-Saftkäfer, Rötlicher Baummulm-Pochkäfer, Kurzhornschröter und Gelb­beiniger Schwamm-Pflanzenkäfer.

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Urwaldreliktarten findet man nur in Wäldern mit urwaldtypischen Strukturen, die lange Zeit nicht oder nur kaum bewirtschaftet wurden und seit mehreren Jahrhunderten an diesem Standort wachsen (Habitat­tradition). Sie stellen hohe Ansprüche an Totholzqualität und -quantität. Da es in Deutschland kaum noch urwaldartige Wälder mehr gibt, sind diese Arten extrem selten und kommen fast nur noch in Schutzgebieten vor, was deren Wert für den Erhalt der Artenvielfalt unterstreicht. Urwaldreliktarten sind Indikatorarten: Je zahlreicher diese sensiblen Arten vorkommen, umso naturnäher ist das Gebiet. In Deutschland leben ca. 1.400 holzbewohnende Käferarten, darunter 115 Urwaldreliktarten. Eine davon ist der Rindenkäfer, zu deutsch: Reitters Strunk-Saftkäfer. Dieser etwa 5 mm große Käfer lebt unter morscher Buchenrinde und galt in Deutschland als ausgestorben, bis er 1998 im Nationalpark Hainich entdeckt wurde.

Holzbewohnende (= xylobionte) Käferarten halten sich den größten Teil ihres Lebens am oder im Holz auf. Man findet sie an gesundem oder krankem Holz in all seinen Zerfallsstadien und sogar Holzpilze werden als Lebensraum genutzt. Manche leben hier nur als Larven, andere als erwachsene Tiere (Imago); einige verbringen sogar ihr ganzes Leben mit dem Holz.
Die Arten besiedeln neben dem Holz selbst vor allem Rinde, Holzmulm, Holzpilze, Bohrlöcher und Gänge anderer Holzinsekten, ausfließenden Baumsaft und Nester höhlenbewohnender Wirbeltierarten.

In Waldgebieten sind die Holzkäfer eine der wichtigsten ökologischen Gruppen. Sie sind von großer Bedeutung beim Abbau von Holz und damit für die Kreisläufe im Ökosystem Wald.

Totholz besitzt eine hohe Anzahl von Habitaten – Klein- und Kleinst-Lebensräume mit differenzierten Strukturen. Sie unterscheiden sich durch Baumart, Alter, Exposition, Höhenlage oder Zerfallsgrad. Dort leben hochspeziali­sierte Holzkäferarten.

Holzkäfer besitzen unterschiedliche Ernährungsweisen, wobei eine starke Trennung zwischen Larven und erwachsenen Tieren auftritt. Während räuberische Arten in unterschiedlichsten Totholz-Lebensräumen vorkommen, gibt es spezifische Käfer, die nur an Holzpilzen, in Baumhöhlen oder an Baumsaft leben. Ein Teil der Imagines holzbewohnender Arten benötigt Blüten in der Nähe ihrer Entwicklungshabitate, die ihnen als Nahrung dienen oder für einen Reifefraß zur Fortpflanzung wichtig sind.

Die Einteilung der Holzkäfer kann in sogenannte ökologische Gilden erfolgen, wobei im Allgemeinen folgende sechs Gruppen unterschieden werden:
 
Rindenkäfer [162 Arten im Hainich]
Die Rindenkäfer sind in Anpassung an ihren Lebensraum meistens abgeflacht. Sie leben an Rinden (Borken) unterschiedlicher Beschaffenheit, sowohl an saftfrischen als auch an mehr oder weniger verrotteten, verpilzten oder mulmigen Rinden.

Holzkäfer [98 Arten im Hainich]
Bei den Holzkäfern im engeren Sinne handelt es sich zumeist um holzfressende Arten, deren Larvenentwicklung und Verpuppung im Holzkörper stattfindet. Die Imagines weisen oftmals in Anpassung an ihre Lebensweise eine zylindrische Körperform auf. Zu den Holzkäfern gehören auch einige räuberische Arten.

Der Kopfhornschröter, dessen horntragendes Männchen bis über 1,5 cm groß wird, ist einer unserer sechs einheimischen Hirschkäferarten. Die holzfressenden Larven leben im weißfaulen Holz alter Laubbäume, vor allem Rotbuchen. Der Kopfhornschröter ist eine Charakterart alter Buchenwälder und dement­sprechend im gesamten Hainich weit verbreitet.
Zu den häufigeren Bockkäferarten in Thüringen und auch im Nationalpark gehört der Vierbindige Schmalbock. Die bis zu 2 cm große Art entwickelt sich in abgestorbenen Stämmen und Ästen verschiedener Laubbäume. Die auffällig gezeichneten Imagines sind oft zahlreich auf Doldenblüten zu finden.

Holzpilzkäfer [114 Arten im Hainich]
Holzpilze stellen als Hauptzersetzer von Holz eine Grundlage für eine große Anzahl von Käferarten dar, die diese nutzen – sei es als Myzelfresser, als Sporen- und Fruchtkörperfresser oder als Räuber der an und in Pilzen lebenden Organismen.
Der etwa 5 mm große Zierliche Haarzungen-Faulholzkäfer gehört zu den seltensten Pilzkäferarten in Thüringen. Die stark gefährdete Art lebt vor allem an Porlingen in alten Laubwäldern.

Ein charakteristischer Pilzkäfer im Nationalpark ist der Große Breitrüsselkäfer. Die bis zu 1,2 cm großen Imagines findet man hauptsächlich an verpilztem, liegendem Buchen-Totholz. Durch ihre Tarnfärbung sind sie ausgezeichnet an ihren Lebensraum angepasst.

Mulmkäfer [87 Arten im Hainich]
Mulmkäfer leben in bereits stark zerfallenem oder vermulmtem Totholz, oftmals in Höhlungen alter Bäume, aber auch unter morschen und vermulmten Rinden. Sie ernähren sich hier vom Holzdetritus (Blatthornkäfer, Schnellkäfer), sind pilzfressend (Federflügler) oder auch räuberisch (Stutzkäfer, Kurzflügler). Innerhalb von Baumhöhlen kommen hochspezialisierte Artengemeinschaften vor, oftmals auch in Verbindung mit anderen Tierarten (z.B. Vögel, Ameisen).

Zu den Charakterarten der Laubwälder im Hainich gehört der Rotflügelige Hakenhals-Schnellkäfer. Die Larven leben räuberisch unter morschen Rinden und im Totholz, ernähren sich aber auch von Holzdetritus. Die Imagines sind auf Totholz und auch auf Blüten zu finden. Die gefährdete Art tritt lediglich im Hainich häufiger auf, ansonsten sind in Thüringen nur wenige Fundorte bekannt.

Zu den klassischen Mulmkäfern gehört der Marmorierte Rosenkäfer, mit bis zu 2,5 cm Körperlänge ein markanter Vertreter der Familie Blatthornkäfer. Die anspruchsvolle Art entwickelt sich ausschließlich in mulmgefüllten Baumhöhlen alter Laubbäume und ist dementsprechend auf naturnahe Gehölzbestände angewiesen. Die metallisch glänzenden Imagines sind gute Flieger und kommen auf Blüten oder an ausfließenden Baumsäften vor.

Nestkäfer [17 Arten im Hainich]
Zu den Nestkäfern gehören Arten mit unterschiedlicher Ernährungsweise, die in den Nestern höhlenbrütender Vögel, holzbrütender Ameisen oder andere Hautflügler (z.B. Hornissen, Wespen) vorkommen. Einer der bekanntesten Nestkäfer ist der Hornissenkäfer. Die auffällige, pechschwarze und bis zu 2,5 cm große Art lebt in Nestern der namensgebenden Hautflügler und ernährt sich hier von Abfallprodukten. Die Imagines sind vor allem nachtaktiv und auch außerhalb der Hornissennester an Baumsäften zu finden.

Baumsaftkäfer [10 Arten im Hainich]
Baumsaftkäfer leben an Saftflüssen lebender Bäume. Sie ernähren sich entweder von Baumsaft und dessen Gärungsprodukten oder stellen als Räuber anderen Organismen in diesem spezifischen Lebensraum nach. An Saftflußstellen finden sich regelmäßig auch eine Reihe von Arten anderer Gilden, z.B. Nest- und Mulmkäfer. Der Unterschiedliche Blumen-Glanzkäfer gehört zur Gruppe der Baumsaftkäfer. Über die Lebensweise dieser seltenen Art ist bisher nur wenig bekannt. Der unscheinbare, um die 5 mm große, gelblich gefärbte Käfer, frequentiert neben Saftflüssen auch andere Totholzhabitate wie Baummulm, Holzpilze oder verpilztes Totholz.