Biologie: Warum nicht jede Ameise ihren Nestgenossinnen hilft

Warum helfen manche Ameisen ihren Nestgenossinnen in Not und andere nicht? Um diese Frage zu beantworten, untersuchten die Forscher Arbeiterinnen der Gattung Cataglyphis niger. Dazu stellten sie im Labor eine Notsituation nach: Eine Arbeiterin wurde am Boden in einer mit Sand ausgelegten Versuchskammer festgebunden. Anschliessend liessen sie einzelne Ameisen aus derselben Kolonie in die Kammer. Als Retterinnen stuften sie die Ameisen ein, die sich der festgehaltenen Nestgenossin näherten, an ihr zogen oder um sie herum gruben. Andere Ameisen näherten sich zwar der festgehaltenen Artgenossin, versuchten jedoch nicht, sie zu befreien.

Die Gene geben den Ausschlag

Als Nächstes analysierte das Forschungsteam, ob sich diese Verhaltensunterschiede auch biologisch widerspiegeln. Dazu untersuchte es die Antennen und verschiedene Bereiche des Gehirns der zuvor beobachteten Ameisen, insbesondere die sogenannten Pilzkörper, die zentralen Verarbeitungszentren im Insektengehirn. Aus diesen Geweben isolierte das Team RNA, also Moleküle, die Auskunft darüber geben, welche Gene in den jeweiligen Zellen aktiv sind. Schliesslich wurde die Genaktivität von rettenden und nicht-rettenden Arbeiterinnen mithilfe einer RNA-Sequenzierung verglichen. Luisa Maria Jaimes-Nino, Erstautorin der Studie, stellt fest: «Bei rettenden Tieren waren fünfzehn Gene stärker aktiv, darunter Gene, die mit der Duftwahrnehmung, der Hormonsteuerung, Stoffwechselprozessen und Immunfunktionen zusammenhängen.»

Zugleich konnten die Forscher keinerlei Hinweise darauf erkennen, dass die rettenden Ameisen grösser und kräftiger gebaut waren oder über mehr Energiereserven verfügten als die anderen. «Vielmehr deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass Unterschiede in der Verarbeitung von Sinnesreizen und in bestimmten molekularen Signalwegen beeinflussen könnten, ob eine Ameise auf eine gefährdete Nestgenossin reagiert», sagt Prof. Dr. Susanne Foitzik vom Institut für Organismische und Molekulare Evolution der JGU.

Ein Zusammenspiel mehrerer Prozesse

Ein überraschender Befund der Studie betrifft die Gene des Immunsystems: Diese schützen Insekten nicht nur vor Krankheitserregern, sondern könnten auch bei der Steuerung sozialer Reaktionen eine Rolle spielen. Da rettende Ameisen durch ihr Verhalten häufiger Verletzungen oder Infektionen riskieren, profitieren sie bei solchen Unglücken womöglich von einer stärkeren Genaktivität des Immunsystems, vermuten die Forscher.

Für das Rettungsverhalten der Ameisen lässt sich aus der Studie kein einzelner Auslöser eruieren, betont das Forschungsteam. Dieses entsteht wahrscheinlich aus dem Zusammenspiel mehrerer Prozesse. Dazu gehören die Wahrnehmung von Alarmsignalen, die Verarbeitung dieser Reize im Nervensystem und molekulare Signalwege, die die Reaktionsbereitschaft der Ameisen beeinflussen.

Susanne Foitzik fasst die Ergebnisse der Untersuchungen so zusammen: «Unsere Studie zeigt, dass einzelne Tiere innerhalb derselben Kolonie nicht nur unterschiedlich reagieren, sondern dass diese Unterschiede auch mit messbaren molekularen Prozessen zusammenhängen.»