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Von Parasiten befallene Ameisen leben länger

Ameisen
Die hellere Ameise ist mit Bandwurmlarven infiziert. (Bild: Susanne Foitzik / JGU)

Parasiten schaden normalerweise ihrem Wirt, weil sie auf seine Kosten leben. Das gilt aber offenbar nicht immer, wie nun eine auch bei uns heimische Ameisenspezies beweist. Bei dieser Art lebten Arbeiterinnen, die von einem parasitischem Bandwurm infiziert sind, wesentlich länger als ihre Nestgenossinnen. Gründe dafür könnten eine vermehrte Fürsorge durch ihre Genossinnen sowie eine veränderte Stoffwechselrate und ein anderer Fettgehalt sein.

In Ameisenvölkern gibt es eine klare Rollenverteilung: Die Königinnen pflanzen sich als einzige fort, sind natürlicherweise gut etwa vor Krankheiten geschützt und verbringen fast ihr gesamtes Leben im sicheren Nest. Dort werden sie von den Arbeiterinnen, ihren Töchtern, umsorgt: Diese übernehmen die Brutpflege und im höheren Alter auch die riskante Futtersuche außerhalb der Kolonie. Die Konsequenz: Die Ameisenkönigin erreicht meist eine Lebensspanne von mehreren Jahrzehnten, während ihre Töchter nur einige Wochen bis Monate oder selten wenige Jahre leben.

Parasitierte Ameisen unter Beobachtung

Bei einer in Mitteleuropa vorkommenden Ameisenart (Temnothorax nylanderi) konnte jedoch beobachtet werden, dass manche Arbeiterinnen ungewöhnlich lange leben und älter als die sonst üblichen maximal zwei Jahre werden. Was dahinter steckt, haben nun Wissenschaftler um Sara Beros vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln genauer untersucht. Die nur wenige Millimeter großen Ameisen der Spezies leben in kleinen Kolonien auf dem Waldboden, in Eicheln oder dem Totholz von Bäumen. Sie sind als Zwischenwirt für einen parasitischen Bandwurm (Anomotaenia brevis) bekannt, wobei eine einzelne Ameise von bis zu 70 parasitären Larven befallen werden kann. Die Parasiten überdauern in der Hämolymphe, der Körperflüssigkeit der Insekten, und vollenden ihren komplexen Lebenszyklus, sobald die Ameise von einem geeigneten Endwirt wie einem Specht gefressen wird.

Ob die Parasitierung möglicherweise etwas mit den erhöhten Überlebensraten mancher Ameisenarbeiterinnen dieser Art zu tun haben könnte, prüfte das Forscherteam nun anhand von insgesamt rund 60 Ameisenkolonien, die sie in den Wäldern um Mainz sammelten und im Labor weiter beobachteten. „Wir haben die Überlebensrate von Arbeiterinnen und Königinnen sowohl in infizierten als auch in nicht-infizierten Ameisenkolonien über drei Jahre verfolgt,“, erklärt Co-Autorin Susanne Foitzik von der Universität Mainz. Unterscheiden konnte das Team die Ameisen anhand ihrer Farbe: Die infizierten Tiere weisen eine hellere Farbe auf, weil ihre harte Körperdecke – die sogenannte Kutikula – weniger pigmentiert ist als bei den braungefärbten, nicht vom Bandwurm befallenen Artgenossinnen.

Langlebig wie eine Königin

Es zeigte sich: „Die Lebenserwartung der infizierten Ameisen ist deutlich verlängert“, berichtet Foitzik. Nach dem dreijährigen Beobachtungszeitraum waren mehr als 95 Prozent der nicht von Bandwürmern infizierten Arbeiterinnen gestorben, von den parasitierten Arbeiterinnen lebten jedoch noch deutlich mehr als die Hälfte. „Die Arbeiterinnen haben nach unseren Beobachtungen eine Überlebensrate, die denen von Königinnen gleicht“, erklärt Foitzik. „Es ist außerordentlich spannend, dass ein Parasit eine so positive Veränderung in seinem Wirt auslösen kann. Die Verlängerung der Lebenspanne ist sehr ungewöhnlich“, so die Forscherin.

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Aber wie kann ein als schädlich geltender Parasit die Überlebenserwartung seines Wirtes verlängern? Um die Gründe dafür herauszufinden, beobachteten die Wissenschaftler die infizierten Ameisen und das Verhalten ihrer Nestgenossinnen genauer. Dabei fiel auf, dass die parasitierten Insekten weniger aktiv waren und sich im Nest von anderen Arbeiterinnen versorgen ließen. „Die infizierten Tiere erhalten mehr Aufmerksamkeit, werden besser gefüttert, geputzt und umsorgt“, beschreibt Foitzik. „Sie erhalten sogar etwas mehr Fürsorge als die Königin des Nests.“ Um diese erhöhte Versorgung ihrer Nestgenossinnen scheinen die Arbeiterinnen aber nicht aktiv zu betteln. Stattdessen könnten chemische Signalstoffe auf der Kutikula parasitierter Ameisen die Zuwendung ihrer Nestgenossen gefördert haben, vermuten die Forschenden. Denn in einem weiteren Experiment konnten sie feststellen, dass nicht-infizierte Nestgenossinnen im Gegensatz zu infizierten ein besonders hohes Interesse an den vom Bandwurm befallenen Arbeiterinnen zeigten.

Bandwurmproteine als „Jungbrunnen“

Neben der verstärkten Fürsorge vermuten die Wissenschaftler, dass noch weitere Faktoren für die hohe Lebenserwartung der parasitierten Ameisen verantwortlich sein müssten. „Die infizierten Tiere leben im Schlaraffenland, aber die gute Versorgung alleine kann die hohe Lebenserwartung nicht erklären“, so Foitzik. Tatsächlich ergaben die Untersuchungen, dass die vom Bandwurm befallenen Ameisenarbeiterinnen eine ähnlich erhöhte Stoffwechselrate und einen vergleichbaren Fettanteil aufwiesen wie sehr junge Tiere. Offenbar verharren die Ameisen infolge der Infektion dauerhaft in einem Jugendstadium, folgern Beros und ihre Kollegen. Dazu beitragen könnte, dass die Bandwurmlarven Proteine mit Antioxidantien in die Hämolymphe der Ameisen abgeben und die Aktivität von Ameisengenen, die das Altern beeinflussen, verändern. Welche weiteren Faktoren eine Rolle für das hohe Alter der parasitierten Arbeiterinnen spielen, sollen künftige Forschungsarbeiten aufklären.

Bereits jetzt lässt sich aber erklären, welchen Vorteil der Parasit von der erhöhten Lebenserwartung seines Zwischenwirtes hat: Raubtiere wie Spechte, die die Endwirte des Bandwurms sind, öffnen bevorzugt die Ameisennester, um sich ihre Beute zu fangen. Leben die infizierten Ameisen sehr lange und bleiben dabei hauptsächlich geschützt im Nest, erhöht sich damit die Wahrscheinlichkeit, dass die Spechte die infizierten Ameisen fressen und der Parasit somit auf den Endwirt übertragen wird.

Quelle: Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Fachartikel: Royal Society Open Science, doi: 10.1098/rsos.202118

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