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Symbiose

Ameisen „heilen“ Wunden „ihrer“ Bäume

Fünf Highschool-Schüler haben mit Unterstützung eines Wissenschaftlers das Verhalten von tropischen Ameisen untersucht. (Bild: Donna Conlon)

Fix geflickte Löcher: Eine tropische Ameisenart repariert Schäden an Bäumen, mit denen sie in einer Partnerschaft lebt, zeigt eine teils von Schüler-Forschern durchgeführte Studie. Am Anfang standen dabei zufällig entstandene Einschusslöcher, die einer der jugendlichen Autoren einem „Ameisenbaum“ mit seiner Steinschleuder verpasst hat. Derartige Verwundungen werden von den Bewohnern der Pflanzen meist binnen 24 Stunden verschlossen, dokumentierte die anschließende Untersuchung mit Beteiligung eines Wissenschaftlers.

Win-win-Gemeinschaften über Artgrenzen hinweg: Ein besonders interessantes Beispiel für Symbiosen in der Natur sind die innigen Beziehungen der tropischen Cecropia-Bäume mit Ameisen der Gattung Azteca. Im Lauf der Evolution haben sich beide Partner intensiv aneinander angepasst, wie frühere Studien bereits zeigten. Die Cecropia-Bäume bieten den Insektenvölkern in ihren hohlen Stämmen ein sicheres Zuhause und versorgen sie sogar mit Futter. Die strauchartigen Gewächse bilden dazu an bestimmten Stellen Nährflüssigkeiten aus. Im Gegenzug übernehmen die Ameisen die Rolle der Bodyguards für ihre Heimatpflanzen: Sie halten Schädlinge fern.

Der neue Aspekt dieses Beziehungssystems war per Zufall einem Schüler aufgefallen, der die International School of Panama in Panama City besucht. Um sich die Zeit in der frühen Phase der Covid-19-Pandemie zu vertreiben, hatte er kleine Tonkugeln mit einer Steinschleuder in die lokale Botanik geschossen. Beim Überprüfen der Resultate stellte er fest, dass er dabei den recht weichen Stämmen von Cecropia-Bäumen etwa neun Millimeter breite Löcher verpasst hat. Per Zufall warf er dann am nächsten Tag erneut einen Blick auf diese Wunden und machte dabei eine Entdeckung: Die Löcher waren offenbar von den Ameisen, die die Pflanzen bewohnen, verschlossen worden.

Ein Schüler-Forschungs-Projekt entsteht

Aus dieser Beobachtung entwickelte sich dann ein Forschungsprojekt im Rahmen eines Freiwilligenprogramms des Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) in Panama City: Ein Team aus fünf Highschool-Schülern mit Unterstützung des STRI-Wissenschaftlers William Wcislo ging dem Ameisen-Verhalten durch Experimente genauer nach. Die jungen Forscher bohrten dazu Löcher in Cecropia-Bäume und dokumentierten die Reaktionen der Ameisen auf die Schäden.

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Es zeigte sich: Die Krabbler der Art Azteca alfari liefen in den meisten Fällen sofort zu den Wunden und begannen sie zu flicken. Innerhalb von 2,5 Stunden verringerte sich die Größe der Löcher dadurch bereits erheblich und oft wurden sie innerhalb von 24 Stunden vollständig verschlossen. Für die Reparaturen verwenden die Ameisen dabei Fasermaterial, das im Pflanzenstamm selbst zu finden ist, sowie eine klebrige Substanz, die vermutlich zumindest teilweise auf Pflanzensaft besteht. Wie das Team resümiert, zeichnet sich damit ab: Die Azteca-Ameisen halten nicht nur Bedrohungen von ihren Wirtspflanzen fern – sie beheben auch aktiv Schäden, wenn es zu Verletzungen kommt.

Ein symbiotisches Verhalten?

Auch von anderen Lebewesen ist zwar bekannt, dass sie Schäden an ihren Behausungen reparieren. „Aber in diesem Fall zeigen wir, dass eine lebende Struktur repariert wird, indem die Ameisen Pflanzenmaterial aus dem Inneren des Stammes verwenden“, heben die Autoren hervor. Das Team vermutet allerdings, dass für die Ameisen dabei vor allem der Eigennutz im Vordergrund steht: Wahrscheinlich wollen sie verhindern, dass durch die Öffnung eine Bedrohung für ihre Brut im Inneren der hohlen Stämme entsteht. Ein Hinweis darauf bildete die Beobachtung, dass die Ameisen ihre Nachkommen aus den von den Bohrungen betroffenen Bereichen evakuierten.

Es ist allerdings auch möglich, dass die Ameisen bei ihrer Reparaturarbeit antimikrobiell wirkende Drüsensekrete ausscheiden, die somit den Heilungsprozess an der pflanzlichen Verwundung unterstützen könnten. „Wenn dies so wäre, würden die Cecropia-Bäume auch in diesem Fall von dem Verhalten der Ameisen profitieren“, schreibt das Team. Doch was könnte abgesehen von Steinschleuder-Schüssen zu Löchern in den Stämmen der Pflanzen führen? Als mögliche natürliche Ursache sehen die Forscher Beschädigungen durch Faultiere, die häufig in Cecropia-Bäumen unterwegs sind: Mit ihren spitzen Krallen könnten sie dabei Löcher in den weichen Stämmen verursachen, so die Erklärung.

Bisher bleibt allerdings unklar, warum nicht alle Ameisenkolonien die Schäden an ihren Wirtspflanzen sorgfältig flickten. Denn in manchen Fällen wurden die Wunden nur dürftig versorgt oder die Reparatur fiel sogar ganz aus, ging aus den Beobachtungen hervor. „Zu verstehen, welche Faktoren die Ameisen dazu veranlassen, bestimmte Maßnahmen zu ergreifen, könnte Gegenstand künftiger Forschungen der möglicherweise angehenden Wissenschaftler sein“, schreibt das Smithsonian Tropical Research Institute.

Quelle: Smithsonian Tropical Research Institute, Fachartikel: Journal of Hymenoptera Research, doi 10.3897/jhr.88.75855

 

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