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Ameisen, die sich von Honig ernähren

Ameisen: Mutters Umwelt bestimmt "Kaste"

Es ist eines der großen Rätsel der Insektenwelt: Warum schlüpfen aus Eiern mit dem gleichen Erbgut so unterschiedlich gebaute Individuen wie fruchtbare Königinnen und unfruchtbare Arbeiterinnen? Schweizer Forscher meinen nun: Die Umwelt bestimmt die "Kaste".

Biologie 11.06.2013

Wissenschaftlern um Laurent Keller von der Universität Lausanne ist es gelungen, Ameisenköniginnen in künstlichen Winterschlaf zu versetzen und so die Zugehörigkeit der Nachkommen zu manipulieren. Dies belege, dass die von Müttern erlebten Umweltbedingungen die nächste Ameisengeneration prägen, heißt es in der Studie.

Nicht nur das Futter

Die Studie:

"Interplay between insulin signaling, juvenile hormone, and vitellogenin regulates maternal effects on polyphenism in ants" ist am 10. Juni 2013 in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" erschienen (DOI:10.1073/pnas.1221781110).

Die bisherige Annahme, dass bei den Ameisen - wie bei den Bienen - nur das Futter über Aussehen und Bestimmung des Nachwuchses entscheidet, ist offenbar falsch. Denn laut der nun vorliegenden Studie produzieren Königinnen der Art Pogonomyrmex rugosus nur dann neue Königinnen, wenn sie zuvor einen Winterschlaf durchgemacht haben. Sonst schlüpfen nur Arbeiterinnen aus ihren Eiern.

Die Forscher hatten also Pogonomyrmex-Königinnen in künstlichen Winterschlaf versetzt und anderen ein Hormon verfüttert, das für die Larven- und Eientwicklung zuständig ist. Dies simuliert ebenfalls den Winterschlaf.

Tatsächlich konnten sie so die Anzahl geschlüpfter Königinnen und Arbeiterinnen beeinflussen. Der Winterschlaf lässt ein gewisses Hormon bei der Königin ansteigen, das die Ablagerung von Nährstoffreserven in den Eiern beeinflusst - nährstoffreiche Eier werden zu Königinnen, nährstoffarme zu Arbeiterinnen.

Signalkaskade

"Wir konnten erstmals bei Insekten die Signalkaskade nachweisen, durch die Umweltbedingungen auf die nächste Generation übertragen werden", sagte Studienleiter Keller. "Die Umwelt, in der die Mutter lebt, beeinflusst ihre Jungen."

Dass Umwelteffekte auf die nächste Generation wirken können - ganz ohne den Einfluss der Erbinformation - ist eine der jüngeren Erkenntnisse der Evolutionsbiologie. So bringen etwa Veränderungen von Licht und Temperatur Blattläuse im Herbst dazu, von der ungeschlechtlichen auf die sexuelle Fortpflanzung zu wechseln.

Bei allen Organismen?

"Es ist wahrscheinlich, dass es solche maternalen Effekte bei allen Organismen gibt", sagte Keller. Auch bei Menschen: Österreichische und holländische Forscher haben unlängst festgestellt, dass Kinder von Müttern, die während der Schwangerschaft gehungert haben, im Alter ein deutlich erhöhtes Diabetes-Risiko haben. Dazu hatten die Forscher Daten von in Hungerjahren geborenen Diabetes-Patienten studiert.

Die neuen Erkenntnisse könnten auch beim Schutz von nützlichen Ameisen helfen: Waldameisen etwa, die viel zur Schädlingsbekämpfung beitragen, seien in vielen Gegenden rar geworden und würden mancherorts von Naturschützern umgesiedelt, sagte Keller. Wenn man nun etwa wisse, dass sie eine Kälteperiode brauchen, um Königinnen zu bilden, ließen sie sich besser halten und vermehren.

science.ORF.at/APA/sda

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