Soziale Insekten: Nestkameraden-Erkennung und Betrüger

Soziale Insekten wie Ameisen, Bienen, Wespen und Termiten nutzen verschiedene Wege, um zu kommunizieren und ihre Gruppen zu organisieren. Eine wichtige Fähigkeit, die sie haben, ist das Erkennen, wer zu ihrer Kolonie gehört und wer nicht. Das nennt man Nestgenossen-Erkennung. Das hilft ihnen zu entscheiden, ob sie jemanden in ihre Kolonie lassen oder als Aussenseiter behandeln. Diese Erkennung hängt oft von speziellen Chemikalien ab, die auf ihrer Körperoberfläche zu finden sind, bekannt als kutikuläre Kohlenwasserstoffe (CHCs). Wenn ein Individuum eine einzigartige Mischung dieser Chemikalien hat, wird es vielleicht als Nicht-Nestgenosse oder Fremder angesehen.

Wenn Ameisen und andere soziale Insekten Eindringlinge finden, die nicht zu ihrer Kolonie gehören, zeigen sie defensive Verhaltensweisen. Das nennt man Nestgenossen-Diskriminierung. Es ist eine Möglichkeit für die Kolonie, sich vor Bedrohungen durch Aussenseiter zu schützen und gleichzeitig die Zusammenarbeit unter ihren eigenen Mitgliedern zu fördern.

#Soziale Parasiten und ihre Strategien

Einige Insekten, die sozialen Parasiten genannt werden, haben einzigartige Eigenschaften entwickelt, um die Abwehrmechanismen sozialer Insekten zu umgehen. Sie passen sich sowohl chemisch als auch verhaltensmässig an, um nicht von den Wirtstieren bemerkt zu werden. So können sie sich in Wirtkolonien schleichen und deren Ressourcen ausnutzen. Zum Beispiel führen einige parasitäre Ameisen Pflegerituale durch, die ihnen helfen, chemische Signale von ihren Wirten zu sammeln, sodass sie sich anpassen können.

In dieser Studie haben wir eine spezielle Art von sozial parasitierenden Ameisen namens Pristomyrmex punctatus untersucht, die in Japan vorkommt. Diese Ameisen haben keine Königin und die meisten Weibchen benehmen sich wie Arbeiter. Einige Ameisen dieser Art legen mehr Eier als üblich und beteiligen sich nicht an Aufgaben wie dem Kümmern um Nachkommen oder dem Suchen nach Futter. Diese ungewöhnlichen Individuen, die "Schecher" genannt werden, sind genetisch verschieden von normalen Arbeiterameisen, können aber trotzdem in verschiedene Wirtkolonien eindringen.

Es gibt Hinweise darauf, dass diese Schecher zwischen den Kolonien wechseln und sich ähnlich verhalten wie verschiedene Arten von sozialen Parasiten. Wir wollten herausfinden, ob die Schecher spezifische Strategien entwickelt haben, um den Prozess der Nestgenossen-Diskriminierung zu umgehen.

#Forschungsdesign und Methoden

In der Studie haben wir Kolonien von P. punctatus gefangen und die Interaktionen zwischen Schechern und anderen Ameisenarten beobachtet. Ameisenkolonien wurden in Japan gesammelt und in eine kontrollierte Umgebung zum Beobachten gebracht. Durch sorgfältige Experimente führten wir verschiedene Arten von Eindringlingen – Schecher, Futterer und Pfleger – in Wirtkolonien ein, die keine Schecher hatten.

Jede Art von Ameise wurde nacheinander eingeführt, und es wurden Videoaufzeichnungen gemacht, um ihr Verhalten während dieser Einführungen zu verfolgen. Die Forscher schauten, ob die Eindringlinge die Begegnung überlebten und ob sie sich innerhalb der Wirtkolonie etablieren konnten.

#Ergebnisse zum Verhalten von Eindringlingen

Die Ergebnisse zeigten, dass Pfleger aus den Wirtkolonien gut überlebten, während Schecher und Futterer niedrigere Überlebensraten hatten. Im Laufe der Zeit wurde deutlich, dass Schecher in Wirt-Nestern nicht willkommen waren, da sie nach der Einführung weniger wahrscheinlich drinnen gefunden wurden.

Verhaltensbeobachtungen deuteten darauf hin, dass sowohl die Eindringlingstypen als auch die Wirtindividuen aggressivere Verhaltensweisen gegenüber Nicht-Nestgenossen zeigten. Im Gegensatz dazu zeigten nicht-Nestgenossen-Pfleger eine überraschende Fähigkeit, sich besser in die Wirtkolonien zu integrieren als die Schecher oder Futterer.

Interessanterweise offenbarte die Verhaltensanalyse keine signifikanten Unterschiede im Verhalten von Schechern und nicht-Nestgenossen-Arbeitern während der Einführungen, was darauf hindeutet, dass Schecher keine speziellen Strategien haben, um von den Wirtameisen nicht entdeckt zu werden.

#Auswirkungen der Nestgenossen-Diskriminierung

Die Ergebnisse legen nahe, dass die Nestgenossen-Diskriminierung bei P. punctatus Ameisen eine starke Verteidigungslinie gegen Aussenseiter darstellt. Diese Art der Erkennung hilft den Ameisen, sich vor Diebstahl, Brutparasitismus und Bedrohungen durch Schadorganismen zu schützen, die mit Nicht-Nestgenossen in Verbindung stehen könnten.

Forscher zogen Parallelen zwischen der Nestgenossen-Erkennung sozialer Insekten und den Immunsystemen von vielzelligen Organismen. So kann man die Fähigkeit sozialer Insekten, zwischen eigenen und fremden zu unterscheiden, als eine Form von sozialer Immunität betrachten.

Das Brechen dieser sozialen Immunität durch Schecher, die genetisch mit den Wirtkolonien verbunden sind, deutet auf eine einzigartige Dynamik hin. Es hebt hervor, wie wichtig weitere Forschungen sind, um zu verstehen, wie diese Schecher soziale Strukturen im Laufe der Zeit manipulieren könnten.

#Die Rolle der Nicht-Nestgenossen-Pfleger

Ein unerwartetes Ergebnis dieser Studie war das Überleben von nicht-Nestgenossen-Pflegern, die trotz anfänglicher Aggression in die Wirtkolonien integriert zu werden schienen. Das wirft interessante Fragen darüber auf, wie Pfleger, die jünger sind und sich fortpflanzen können, die genetische Vielfalt in der Wirtspopulation beeinflussen könnten.

Die Fähigkeit dieser nicht-Nestgenossen-Pfleger, sich erfolgreich in die Kolonien zu integrieren, wirft weitere Fragen über ihre Rolle in der grösseren sozialen Struktur von P. punctatus auf. Sie könnten näher untersucht werden müssen, um ihre potenziellen langfristigen Auswirkungen auf die Wirtkolonien zu verstehen.

#Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Schecher-Linie von P. punctatus keine besonderen Strategien zeigte, um die Nestgenossen-Diskriminierung zu umgehen, aber ihre Interaktionen mit Wirtkolonien einen faszinierenden Einblick in die komplexen sozialen Dynamiken innerhalb von Ameisengesellschaften bieten. Diese Forschung öffnet die Tür für weitere Studien darüber, wie soziale Parasiten sich entwickeln, anpassen und mit ihren Wirtkolonien in sich verändernden Umgebungen interagieren.

Weitere Untersuchungen könnten auch mehr über das Verhalten von nicht-Nestgenossen-Pflegern und deren Potenzial zur Veränderung der Genetik von Wirtpopulationen aufdecken. Das Verständnis der Beziehung zwischen sozialen Parasiten und ihren Wirten kann dazu beitragen, breitere Konzepte von Kooperation, Wettbewerb und der Evolution sozialer Systeme in der Insektenwelt zu beleuchten.