Neuer Artikel: Flügellose jungfräuliche Königinnen verteidigen ihre Kolonie

Aggressive wingless Acromyrmex queenEin neuer Artikel von mir über Nestverteidigung bei Acromyrmex-Blattschneiderameisen ist erschienen. Patrizia d’Ettorre, Jacobus J. Boomsma und ich fanden heraus, dass jungfräuliche Königinnen von Königinnen- auf Arbeiterverhalten umschalten, sobald sie (vermutlich durch einen Unfall) vor dem Hochzeitsflug ihre Flügel verlieren. Normalerweise vermeiden jungfräuliche Königinnen jedes Risiko, bis sie an einem Hochzeitsflug teilnehmen und danach eine neue Kolonie gründen können. Wenn aber die Flügel schon vor dem Flug verletzt werden, können die Königinnen nicht mehr fliegen und sich paaren, also auch keine eigene Kolonie gründen. In dem Fall ist die einzige Möglichkeit, ihre Fitness zu erhöhen, wie ganz normale Arbeiter ihrer Kolonie zu helfen.

V Nehring, JJ Boomsma, P d’Ettorre (2012): Wingless virgin queens assume helper roles in Acromyrmex leaf-cutting ants. Current Biology 22: R671-R673, doi:10.1016/j.cub.2012.06.038.

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Amazone-agtige krigere forsvarer svampedyrkende myresamfund (Dänisch, Universität Kopenhagen)

Ameisenamazonen: Kriegerische Prinzessinnen beschützen Blattschneiderameisen

Prinzessinnen werden zu Kriegerinnen (Universiät Freiburg)


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Ameisenamazonen: Kriegerische Prinzessinnen beschützen Blattschneiderameisen

Während große Staaten sich mit Berufsarmeen vor Bedrohungen schützen, können kleinere Staaten nicht dauerhaft ausreichende Zahlen von Berufssoldaten beschäftigen. Stattdessen ziehen sie Ihre Bürger nur im Kriegsfall ein. Bei staatenbildenden Insekten lässt sich ein ähnliches Muster beobachten: Speziell angepasste Soldatenkasten gibt es nur in großen Kolonien. Neue Untersuchungen zeigen, dass in Blattschneiderameisenkolonien junge Königinnen, die sich nicht paaren können, zu Soldaten „umgeschult“ werden, ähnlich wie es bei den mythischen Amazonen oder Walküren der Fall war, deren Fortpflanzung ebenfalls durch ihre soldatische Karriere behindert wurde.

Aggressive wingless Acromyrmex queen Weibliche Soldaten sind beim Menschen vor allem aus alten Sagen bekannt, etwa die Amazonen vom Schwarzen Meer und die Walküren oder Schildmaiden aus germanischen und nordischen Sagen. Diese weiblichen Kriegerinnen begannen ihre Karriere als Jungfrauen, und nach Herodot durfte keine Amazone heiraten, bevor sie im Kampf einen Mann getötet hatte. Auch sonst kann man annehmen, dass die Fortpflanzung dieser Frauen in einem gewissen Maße beeinträchtigt war. Hippokrates schrieb, dass den Amazonen die rechte Brust entfernt wurde, was den Gebrauch von Pfeil und Bogen erleichtern sollte. Andere Versionen des Mythos erwähnen, dass Männern der Zugang zu Amazonenterritorium untersagt war und friedliche Begegnungen mit Männern nur an wenigen Tagen des Jahres stattfanden.

Winged virgin Acromyrmex queenAmeisenkolonien pflanzen sich fort, indem sie jährlich viele Tochterköniginnen produzieren, welche sich auf einen Paarungsflug begeben und danach eine neue Kolonie gründen. Von Forschern der Universitäten Freiburg und Kopenhagen durchgeführte Untersuchungen brachten zu Tage, dass die von manchen Blattschneiderameisen produzierten Tochterköniginnen nicht nur der Fortpflanzung dienen, sondern auch zu jungfräulichen Soldatinnen „umschulen“ können, sollte die Fortpflanzung misslingen.

Die Wissenschaftler beobachteten im Freiland in Panama, wie flügellose Tochterköniginnen Kolonien verteidigten. Sie versuchten daraufhin, jungfräuliche Tochterköniginnen experimentell an der Fortpflanzung zu hindern, indem sie ihre Flügel entfernten. Die flügellosen Tochterköniginnen begannen, sich um die Brut der Kolonie zu kümmern. Außerdem kämpften sie mit Eindringlingen – ein Verhalten, welches bei normalen geflügelten Tochterköniginnen nicht vorkommt: Wenn diese einem Eindringling begegnen, versuchen sie, sich zu verstecken und jedem Risiko aus dem Weg zu gehen. Das ist verständlich, weil nur die Tochterköniginnen die Gene der Kolonie in die nächste Generation bringen können und sie deshalb besonders wertvoll sind. Sie überlassen die Verteidigung ihren in großer Zahl vorhandenen unfruchtbaren Arbeiterinnen.

Die Verhaltensänderung der Tochterköniginnen ist außergewöhnlich, stellt sie doch ein komplettes Umschalten von Königinnen- auf Arbeiterverhalten dar, ausgelöst allein durch den Verlust der Flügel. Es wirkt, als „wüssten“ die Töchter, dass sie sich ohne Flügel niemals paaren und eine eigene Kolonie gründen können. Daher ist alles, was ihnen bleibt, um den Fortpflanzungserfolg ihrer Kolonie zu fördern, ihren unverletzten Schwestern zu helfen. Diese haben noch die Möglichkeit, neue Kolonien zu gründen. Bei anderen Ameisenarten werden ähnlich beeinträchtigte Töchter einfach getötet und von ihren Schwestern gefressen, was die in den Körpern gespeicherte Energie für die Kolonie wieder verwendbar macht. Die Wissenschaftlervermuten, dass solcher Kannibalismus bei Blattschneiderameisen unmöglich ist, weil diese Ameisen sich ausschließlich von Pilzen ernähren, die sie selbst anbauen, und daher die Fähigkeit, Fleisch zu verdauen, verloren haben.

Üblicherweise können nur große Ameisenkolonien eine spezielle Soldatenkaste unterhalten, ähnlich wie bei Menschen, wo sich größere Staaten den Unterhalt großer Berufsarmeen leisten können. In Deutschland sind spezialisierte Soldatenkasten selten, weil die Ameisenkolonien aufgrund der klimatischen Bedingungen relativ klein bleiben und deshalb normale Arbeiter auch für die Verteidigung zuständig sind. Offenbar haben die Blattschneiderameisen der neuen Welt einen dritten Weg der effizienten Verteidigung entwickelt: Erfolglose Tochterköniginnen übernehmen die Soldatenrolle, für die sie zwar nie gedacht waren, aber aufgrund ihrer Körpergröße gut geeignet sind. Interessanterweise ist die Soldatenkarriere bei Ameisen genauso mit verhinderter Fortpflanzung verbunden, wie bei Amazonen und Walküren, von denen in alten Sagen die Rede ist.

 

Artikel:

Nehring, V., Boomsma, J.J. & d’Ettorre, P. (2012): Wingless virgin queens assume helper roles in Acromyrmex leaf-cutting ants. Current Biology 22: 671-673 doi:10.1016/j.cub.2012.06.038.

 

Kontakt:

Dr. Volker Nehring, Centre for Social Evolution, Universität Kopenhagen, Dänemark und Universität Freiburg: Volker.Nehring@biologie.uni-freiburg.de, Telefon +49 761 203 8346

Professor Jacobus J. Boomsma, Centre for Social Evolution, Universität Kopenhagen, Dänemark: JJBoomsma@bio.ku.dk, Telefon +45 353 213 40 oder +45 204 367 71

Professor Patrizia d’Ettorre, Centre for Social Evolution, Universität Kopenhagen, Dänemark & Laboratory of Experimental and Comparative Ethology, Universität Paris 13 – Université Sorbonne Paris Cité, Frankreich: Patrizia.dEttorre@leec.univ-paris13.fr, Telefon +33 665 163 200


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Jahrestagung der Gesellschaft für Ökologie

Attaphila in leafcutter colonyDieses Jahr werde ich zum ersten Mal zur Jahrestagung der Gesellschaft für Ökologie fahren. Die Tagung findet vom 10. bis zum 14. September 2012 in Lüneburg statt. Dort gibt es dann von mir einen Vortrag im Symposium für Chemische Ökologie, und zwar über Schaben aus Blattschneiderameisenkolonien. Vielleicht sehen wir uns ja dort?


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(Englisch) Social insect sisters smell alike

Englische Pressemitteilung; nicht auf Deutsch, aber auf Dänisch ( Dansk) verfügbar.

In social insect colonies, workers generally cooperate within extended families consisting of full- and half-sisters. It has been suggested that they do not behave nepotistically, i.e. prefer to cooperate with full-sisters only, because they are not able to distinguish between half- and full sisters Actually, some ant species might know better, as researchers from Denmark, France, and the UK now found out.

Social insect societies are generally seen as nature’s finest example for cooperation. To help their mother queen, workers forego producing own offspring to increase the number of siblings their mother can rear, some of which will become new queens. In this way, the workers pass on their genes through siblings instead of offspring. Researchers therefore believe that high relatedness among colony members was important in the evolution of social insect colonies.

In some social insect species, the queens mate with more than one male, and hence not all of the workers are full sisters. Instead, several genetic lineages exist inside a single colony, with workers being full sisters within, but only half sisters between the lineages. Each worker would have a better chance of passing on its genes if it could preferentially help full-sisters rather than half-sisters, but the colony as a whole would be less efficient as a result of these internal power struggles.

Previously it has been thought that workers were not able to act nepotistically because they had no information that would allow them to discriminate between full- and half-sisters. By obscuring genetically based recognition cues, the colony would be safe from harmful struggles between worker lineages. Now, researchers from the Centre for Social Evolution (Universitiy of Copenhagen), and the Universities of Leeds and Paris 13, analysed both the odours of leaf-cutting ant workers and their genetic relatedness. They found that chemicals on the ants’ bodies are specific to the different genetic full-sister lineages within colonies. These chemicals, cuticular hydrocarbons, make up odours that were already known to be used for recognition by ants in other contexts, such as defending their nest from enemies. It is therefore likely that an ant can smell the difference between a full and a half sister, and in principle also use this information to preferentially help full sisters. This result demonstrates how much potential for conflict there is even in those insect societies that are seemingly governed by harmonious cooperation.

 Nehring,V., Evison, S.E.F, Santorelli, L.A., d’Ettorre, P. & Hughes, W.O.H: Kin-informative recognition cues in ants. Proceedings of the Royal Society B, online early 1.12.2010


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(Dänisch) Søstre dufter ens

Dänische Pressemitteilung; nicht auf Deutsch, aber auf Englisch verfügbar (also available in English).

Hos sociale insekter, blandt andet hos myrer, har man hidtil antaget, at alle individer i en koloni samarbejder lige godt. Forskere på Københavns universitet og kolleger i Frankrig og Storbritannien har nu vist, at nepotisme måske også dyrkes blandt sociale insekter.

Den harmoniske samfundsstruktur hos sociale insekter står ofte som et af naturens fineste eksempler på samarbejde.

I visse kolonier hjælper arbejderne dronningen med at lægge æg. På den måde sørger arbejderne for at producere søskende og hjælpe dronningen med at skabe en koloni baseret på familiemedlemmer med samme gener. På denne baggrund mener forskere, at et slægtskab mellem koloniens medlemmer er vigtigt i udviklingen og opretholdelsen af en stærk koloni.

I andre sociale kolonier parrer dronningen sig imidlertid med mere end én han. Dette gælder blandt andet hos bladskærer-myrer. Her består kolonien både af søskende og halv-søskende, – altså af arbejdere med forskelligt slægtsforhold og forskellige gener.

Tidligere har man ikke haft mistanke til nepotisme i disse kolonier, men forskere fra Center for Social Evolution, Biologisk Institut på Københavns Universitet har sammen med universiteter i Leeds og Paris opdaget, at bladskærer-myrer har specielle duftkirtler, som udsender en duft, der er genetisk betinget.

Ikke blot har disse dufte vist sig at være nyttige for at holde andre myrer væk fra en koloni, men det er også muligt, at duftene desuden spiller en rolle internt i en koloni til at skelne søskende fra halv-søskende.

Det er højst sandsynligt, at en myre kan lugte forskel på søskende og halvsøskende – og i princippet bruge disse oplysninger til at hjælpe de søskende, der har de samme gener. Resultatet viser også, at selv i et harmonisk samfund som insektsamfundet, ligger familiekonflikter på lur.

Videnskabelig artikel:

Nehring,V., Evison, S.E.F, Santorelli, L.A., d’Ettorre, P. & Hughes, W.O.H: Kin-informative recognition cues in ants. Proceedings of the Royal Society B, online early 1.12.2010

Yderligere information:

Ph.d. studerende Volker Nehring, Center for Social Evolution, Biologisk Institut, Københavns Universitet, mail: VNehring@bio.ku.dk, tlf. 3532 1280 eller kommunikationsmedarbejder Helle Blæsild, tlf. 2875 2076


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(Dänisch) Duften afgør om du er ven eller fjende

Myrer er ikke i tvivl: Hvem skal lukkes ind, og hvem skal ikke? Har du den forkerte duft kan det betyde en kamp på liv og død, mens myrer med samme duft lukkes ind i myretuens beskyttende fællesskab, viser ny forskning fra Biologisk Institut ved København Universitet.

Die vollständige Pressemitteilung (Dänisch!)  kann auf ku.dk eingesehen werden.


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