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Eine Blattschneiderameise beim zerteilen eines Blattes.

Jobwechsel unter Ameisen

Auch die beste Klinge wird irgendwann stumpf. So geht es auch den Blattschneiderameisen. Wenn ihre Schneidwerkzeuge nicht mehr ausreichend gut funktionieren, wechseln sie die Arbeit und übernehmen andere Aufgaben in der Gemeinschaft.

Biologie 10.12.2010

Tapferes Schneiderlein

Wenn die Ameise ein Blatt durchtrennt, funktioniert dies ähnlich, wie wenn ein Schneider eine Stoffbahn teilt: Der Schneider hält die Schere in einer V-förmigen Position und zieht durch. Das Selbe machen Blattschneiderameisen mit einer ihrer beiden Klingen, während die andere als Anker dient.

Die Studie

"Leaf-cutter ants with worn mandibles cut half as fast, spend twice the energy, and tend to carry instead of cut" ist in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Behavioral Ecology and Socialbiology" erschienen (Abstract, PDF).

Die Tiere haben dabei mit den gleichen Problemen zu kämpfen, wie Schneider, Handwerker und Industriemaschinen: Dem Bruch des Materials und dem stumpf machenden Abrieb. Je weniger die Klinge einer Ameise schneidet, desto länger braucht das Tier, um ein Blatt zu teilen, und desto mehr Kraft ist dafür notwendig. Nach einer gewissen Zeit lassen einzelne Blattschneiderameisen das Schnipseln daher sein und widmen sich einer anderen Aufgabe: Sie tragen die Blattteile in den Bau und lassen jene Kolleginnen mit noch scharfen Mundwerkzeugen die Schneidarbeit verrichten.

Sinnvolle Arbeitsteilung

Sendungshinweis:

Kinder Miniversum. Im Reich der Insekten:
ORF 1, Samstag, 11.12.2010, 9:45
ORF 1, Sonntag, 12.12.2010, 6:40

Sobald die Ameisen circa die dreifache Zeit und Energie zum Schneiden benötigen als mit ihren frischen Werkzeugen, geben sie die Arbeit auf, wie eine Studie eines Teams um Robert Schofield von der Universität Oregon in Eugene zeigt. Dass sozial organisierte Tiere Arbeit zwischen Individuen der Gruppe aufteilen, ist nicht neu. Der Effekt des Jobwechselns ist laut den Studienautoren jedoch zum ersten Mal bobachtet worden.

Die Ameisen dürften bestimmte Aufgaben so verteilen, dass die Klingen optimal eingesetzt werden. So schneiden zum Beispiel junge erwachsene Tiere noch nicht, da ihre Schneidwerkzeuge noch nicht voll ausgehärtet sind und beschädigt werden könnten. Aufgaben wie das Säubern der angelegten Wege dürften die Tiere mit den verbrauchten Schneiden übernehmen, da frische Klingen dafür zu schade wären.

Scharf wie eine Rasierklinge

Die Schneiden der untersuchten Blattameisen der Art Atta cepahlotes sind so scharf wie eine Rasierklinge, schreiben die Forscher. Bei den frischen Klingen beträgt der Radius an der Spitze 50 Nanometer. Bei der stumpfen vergrößert er sich auf 10 Mikrometer, also das 200fache. In Aufnahmen eines Elektronenmikroskops ist deutlich erkennbar, wie abgerundet die alten Klingen sind.

Eine offene Frage ist laut der Studie, welche Rolle Reibung im Leben und für das Verhalten kleiner Organismen spielt - möglicherweise ein großes Hemmnis vermuten die Autoren. Denn immerhin brauchen die Ameisen insgesamt fast die doppelte Energie und Zeit zum Blätterschneiden, als wenn alle Tiere frische Klingen hätten.

Einzigartige Materialien

Der Aufwand für das Bearbeiten der Blätter stellt für die Tiere einen evolutionären Druck dar. Schließlich wenden sie von allen Aktivitäten die meiste Energie für das Schneiden der Blätter auf. Die Blattschneiderameisen tragen die Blattteile in ihren Bau und legen dort ein Substrat an. Auf diesem wachsen Pilze, von denen sich die Tiere ernähren. Je effizienter also das Schneiden funktioniert, umso besser klappt die Nahrungsversorgung.

Aufgrund dieses evolutionären Drucks haben die Tiere besonders leistungsfähige Biomaterialien entwickelt. Die Schneiden der Ameisen bestehen aus einer zinkreichen Substanz, von der die Forscher vermuten, dass sie besonders abriebfest ist. Ähnliche Stoffe hat Schofield in früheren Arbeiten auch in den Scheren und Laufbeinen mancher Krabbenarten entdeckt.

Reibung als Pflanzenschutz

Dieses Wissen könnte der Menschheit in mehrfacher Hinsicht helfen: Miniaturisierte Werkzeuge könnten nach den Prinzipien der Natur gestaltet werden. Und da der Abrieb der Schneiden für die Blattameisen ein Problem darstellt, könnte die Landwirtschaft davon profitieren: Denn die Ameisen vergehen sich auch an Nutzpflanzen. Hätte man Sorten mit widerstandsfähigen Blättern, an denen sich die Schneiden der Ameisen schneller verbrauchen, könnte das die Tiere eventuell von den Ackerpflanzen abhalten.

Mark Hammer, science.ORF.at

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