Kranke Ameisenpuppen opfern sich selbst

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Bei Ameisen steht das Wohl der Kolonie klar über jenem einzelner Individuen. Kranke Ameisenpuppen lassen sich sogar töten, um größere Krankheitsausbrüche im Bau zu verhindern. Wie neue Studiendaten aus Österreich zeigen, verändern die Puppen dabei aktiv ihren Körpergeruch, um ihre eigene Beseitigung in Gang zu setzen.

Ameisenkolonien sind komplexe Gemeinschaften, die von Fachleuten immer wieder auch als „Superorganismus“ bezeichnet werden. Denn auch wenn in den Kolonien viele einzelne Tiere zusammenleben, funktionieren sie doch eher wie ein einziger zusammenhängender Organismus.

Ameisen arbeiten wie menschliche Zellen

„Es gibt bei den Ameisen eine klare Arbeitsteilung – die Königinnen sorgen für den Nachwuchs und die Arbeiterinnen pflegen und schützen die Kolonie“, erklärt die Verhaltensbiologin Sylvia Cremer vom Institute of Science and Technology Austria (ISTA) im Gespräch mit ORF Wissen. „Das ist recht ähnlich wie im menschlichen Körper, in dem es auch Zellen für die Fortpflanzung gibt und andere spezialisierte Zellen, die dafür sorgen, dass alles glattläuft.“

Im menschlichen Körper müssen aber immer wieder auch einzelne Zellen beseitigt werden, um zum Beispiel die Ausbreitung von Krankheiten zu verhindern. Auch das ist laut Cremer bei den Ameisen ähnlich. Das Überleben einzelner Tiere ist weit weniger wichtig als das Wohl der gesamten Kolonie.

Hohe Ansteckungsgefahr

Das zeigt sich bei den sozialen Insekten etwa, sobald sich einzelne Ameisen mit gefährlichen Pilzsporen infizieren. „Wenn eine Ameise krank wird, versuchen die Arbeiterinnen zuerst, sie von den Pilzsporen zu befreien. Wenn die Infektion aber bereits zu fortgeschritten ist, verlässt die infizierte Ameise normalerweise selbstständig die Kolonie, um an einem anderen Ort zu sterben und ihre Artgenossen nicht anzustecken“, so Cremer.

Wichtig sei das unter anderem auch deshalb, weil Pilzinfektionen oft erst nach dem Ableben der betroffenen Ameise zur Gefahr für die gesamte Kolonie werden. Solange die Ameise noch lebt, ist sie deutlich weniger ansteckend als nach ihrem Tod. „Der Pilz fängt dann an, am Kadaver der Ameisen zu wachsen, was dazu führt, dass Millionen von Pilzsporen an die Umgebung abgegeben werden, die dann alle anderen Ameisen infizieren können.“

Destruktive Desinfektion

Doch was passiert, wenn der Ameisennachwuchs im unbeweglichen Puppenstadium mit Pilzsporen infiziert ist und sich die kranken Tiere nicht selbstständig aus der Kolonie entfernen können? Genau das wollten Cremer und ihr Team nun im Rahmen einer Studie im Fachjournal „Nature Communications“ klären.

In mehreren Experimenten entdeckte das Forschungsteam, dass auch infizierte Ameisenpuppen eine Strategie entwickelt haben, um ihre Artgenossen in der Kolonie zu schützen. Sie verändern ihren Körpergeruch und senden so ein chemisches Warnsignal an die Arbeiterinnen in der Nähe aus. Die erwachsenen Insekten leiten daraufhin die sogenannte destruktive Desinfektion ein.

„Das heißt, sie finden über den Geruch die infizierten Tiere in der Puppenkammer, nehmen ihren Kokon ab und dann beißen sie kleine Löcher in die Körperoberfläche der Puppen“, erklärt die Verhaltensbiologin. In die Löcher sprühen die Arbeiterinnen schließlich Ameisensäure, die stark antimikrobiell wirkt. „Dadurch kann sich der Pilz im Körper der Puppe nicht weiter ausbreiten und es wird eben auch verhindert, dass aus der Puppe später ein hochinfektiöser Kadaver wird.“

Puppen schlagen aktiv Alarm

Die Puppe selbst überlebt diese Behandlung nicht. Doch der Verlust eines einzelnen Individuums wird zugunsten des Schutzes der gesamten Kolonie in Kauf genommen. Die Puppe entscheidet sich auch offenbar selbst aktiv dazu, Alarm zu schlagen, denn sie verändert ihren Körpergeruch nur dann, wenn Arbeiterinnen in der Nähe sind, die auf das Warnsignal reagieren können.

„Wir gehen davon aus, dass die Puppe irgendwie spürt, dass keine Rettung mehr möglich ist und dass sie kurz vor dem Tod steht“, so Cremer. Die gezielte Veränderung des Körpergeruchs sei wohl der letzte Ausweg, um die anderen Ameisen in der Kolonie vor der anstehenden Infektionsgefahr zu warnen.

Fortbestand der Gene

Was wie ein selbstloses Opfer klingt, hat laut der Verhaltensbiologin aber durchaus evolutionäre Vorteile für die betroffene Puppe. Denn eigentlich geht es den meisten Tieren bei der Fortpflanzung vor allem darum, das eigene Erbgut an nächste Generationen weiterzugeben.

Weil in einer Ameisenkolonie aber ohnehin die meisten Tiere eng miteinander verwandt sind und es große genetische Ähnlichkeiten zwischen den einzelnen Ameisen gibt, stellt die Puppe durch ihr Opfer sicher, dass die Königin zumindest Teile des Erbguts, das die kranke Puppe in sich trägt, an künftige Generationen weitergeben kann.

Parallelen zum Menschen

Auch dabei gibt es große Ähnlichkeiten zum menschlichen Organismus, denn die Ameisenpuppen reagieren laut Cremer ähnlich wie infizierte Körperzellen. Auch diese Zellen senden chemische Signale aus, damit sie vom Immunsystem bemerkt und rechtzeitig beseitigt werden.

In künftigen Untersuchungen möchten Sylvia Cremer und ihr Team vom ISTA noch mehr über die Parallelen zwischen Ameisenkolonien und dem menschlichen Organismus herausfinden und auch klären, ob noch andere soziale Insektenarten dieselbe Strategie nutzen, um größere Krankheitsausbrüche in ihren Gemeinschaften zu verhindern.

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Quelle: ORF