Im Fall des Menschen war es eine Innovation, die den Verlauf der Geschichte bis heute prägt: Vor etwa 12.000 Jahren begannen die Pioniere der Landwirtschaft, bestimmte Pflanzen gezielt anzubauen, zu pflegen und dann ihre Produkte zu ernten. Doch der Mensch war nicht das erste Wesen auf unserem Planeten, das dieses Konzept entwickelt hat. Lange zuvor haben bestimmte Insekten schon ihre eigene Nahrung angebaut. Besonders komplexe Systeme haben dabei einige Vertreter der Ameisen hervorgebracht: Sie sammeln Biomasse in ihren Nestern an und kultivieren darauf Pilze, deren Gewebe sie fressen können. So entsteht für beide Partner eine Win-win-Situation – eine Symbiose: Die Pilze profitieren von der Verbreitung und Pflege durch die Ameisen, im Gegenzug liefern sie ihnen dafür Nahrung.
Dabei handelt es sich um ein ausgesprochenes Erfolgskonzept: Rund 250 verschiedene Ameisenarten leben heute vom Pilzanbau. Anhand ihrer Strategien und unterschiedlichen Pilzpartner werden sie dabei bestimmten Gruppen zugeordnet. Besonders bekannt und hochentwickelt sind die Blattschneiderameisen. Sie schaffen sogar frische Vegetation herbei, um darauf ihre besonders stark spezialisierten Pilz-Partner zu kultivieren, die ihnen dann fruchtkörperartige Gebilde liefern. Dadurch können die Kolonien der Blattschneiderameisen Millionen von Individuen mit Nahrung versorgen und eine wichtige Rolle in ihren tropischen Ökosystemen spielen.
Entwicklungsgeschichte im Spiegel der Genetik
Im Rahmen der aktuellen Studie sind die Forschenden um Ted Schultz von der Smithsonian Institution in Washington, DC nun der Frage nachgegangen, wann Ameisen erstmals Formen des Pilzanbaus hervorgebracht haben. Die Ergebnisse basieren dabei auf umfangreichen Vorarbeiten: Schultz hat 35 Jahre damit verbracht, die evolutionären Beziehungen zwischen Ameisen und „ihren“ Pilzen zu untersuchen. Im Zuge dieser Forschungen haben er und seine Kollegen Tausende von genetischen Proben verschiedener Partnerarten gesammelt. „Um Muster zu erkennen und rekonstruieren zu können, wie sich diese Verbindung im Laufe der Zeit entwickelt hat, braucht man viele Proben von Ameisen und ihren Pilzkulturen“, so Schultz.
Wie das Team berichtet, bildeten die genetischen Daten von 475 verschiedenen Pilz- und 276 Ameisenarten die Grundlage ihrer Studie. Bei einigen handelte es sich für Vergleichszwecke auch um Spezies, die keine Partnerschaften aufbauen. Das sequenzierte Erbgut aller Arten wurde anschließend analysiert und miteinander verglichen. Aus den Informationen konnten die Forschenden dann Evolutionsbäume sowohl der Ameisen als auch der Pilze erstellen und miteinander in Verbindung setzten. Wie sie erklären, waren anhand bestimmter genetischer Hinweise und den Merkmalen der Stammbäume Rückschlüsse darauf möglich, wann es zu markanten Entwicklungen gekommen ist.
