„Frühkindliche Erfahrungen“ beeinflussen Arbeitsteilung bei Ameisen
Bio-News vom 31.08.2018
Biologen der Universität Regensburg erforschen genetisch identische „Arbeiterinnen“ mit unterschiedlichem Background
Kooperation und Arbeitsteilung sind wichtige Triebkräfte in der Evolution und erlaubten beispielsweise den Übergang von einzelligen Organismen zu Vielzellern oder von einzeln lebenden Insekten zu komplexen Insektenstaaten. Während vergleichsweise gut verstanden ist, wie die Differenzierung von Zellen eines Vielzellers gesteuert wird, sind die Mechanismen die zur Arbeitsteilung in den Staaten von Bienen, Ameisen oder Termiten führen, weniger weit aufgeklärt. Zwar spielen hierbei Alter, Genotyp und Erfahrung eine wichtige Rolle, eine effiziente Arbeitsteilung ergibt sich aber auch zwischen Individuen, die gleich alt und genetisch identisch sind. Ein Team um Dr. Abel Bernadou, am Lehrstuhl für Zoologie/Evolutionsbiologie der Universität Regensburg, konnte nun in Zusammenarbeit mit Forscherinnen und Forschern der Universitäten Freiburg und Münster zeigen, dass „frühkindliche Erfahrungen“ beeinflussen, welche Tätigkeit eine Arbeiterin in den Staaten der tropischen Ameise Platythyrea punctata übernimmt.
Prinzipiell können alle Arbeiterinnen dieser Art aus unbefruchteten Eiern Nachkommen heranziehen, die mit ihnen genetisch komplett identisch sind. Kolonien haben daher eine sogenannte klonale Struktur. Welche Arbeiterinnen im Staat Eier legen und welche Futter eintragen und die Brut versorgen, wird durch ihre Stellung in einer Rangordnung bestimmt.
Publikation:
Bernadou A, Schrader L, Pable J, Hoffacker E, Meusemann K, Heinze J
Stress and early experience underlie dominance status and division of labour in a clonal insect
Proceedings of the Royal Society B 285: 20181468
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler manipulierten Temperatur, Nahrungsversorgung, Gesundheitszustand und „Stresslevel“ bei sehr jungen Arbeiterinnen und konfrontierten sie dann mit einer gleichaltrigen, klonal identischen Arbeiterin, die unter anderen Bedingungen aufgewachsen war. Meist übernahm die manipulierte Ameise die nicht-reproduktiven Tätigkeiten in dieser Zweierkolonie, während die andere Eier legte. Ergänzende Vergleiche der Genexpression zeigten, dass bei der Arbeitsteilung zwischen identischen Arbeiterinnen Genkaskaden eine Rolle spielen, die auf Umwelteinflüsse reagieren können und bei anderen Ameisen und Bienen zu den ausgeprägten morphologischen und Verhaltensunterschieden zwischen Königinnen und Arbeiterinnen führen.
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