News: Die Gene der Väter
Arbeitsteilung lautet das Erfolgsrezept bei sozialen Insekten. Bisher wurden äußere Einflüsse während der Larvenentwicklung dafür verantwortlich gemacht, zu welcher Kaste eine junge Biene, Ameise und Co gehören wird. Doch die Gene - und zwar die väterlichen - haben offensichtlich in manchen Fällen ein entscheidendes Wörtchen mitzureden.
© Bild (Ausschnitt)
Männchen haben bei Ameisen nicht viel zu melden: Hat ihnen die Königin ein Schäferstündchen gewährt, erlischt das Interesse der Kolonie an ihnen, und der Tod lässt nicht mehr lange auf sich warten. Was zählt, ist nur die Samenspende – welche Rolle die Nachkommen im späteren Leben spielen werden, dabei sollte den Vätern keinerlei Mitspracherecht zukommen, so dachte man bisher.
William Hughes von der University of Copenhagen und seine Kollegen hegten jedoch Zweifel. Schließlich bestehen viele Ameisenvölker aus mehreren Kasten, deren Angehörige sich meist in der Größe unterscheiden. Sollten sich diese Unterschiede wirklich allein aufgrund äußerer Einflüsse über die Nahrung oder chemische Signale seitens der Ammen herausbilden?
Hughes und seine Mitarbeiter überprüften diese Vermutung nun mit einem Vaterschaftstest. Sie wählten Acromyrmex echinatior als sechsbeiniges Versuchskaninchen, denn auch bei dieser Blattschneiderameise gibt es zwei Varianten, die sich mit dem bloßen Auge gut auseinander halten lassen. Die kleinen Vertreter übernehmen Haushaltspflichten wie die Sorge für den Nachwuchs, die Pflege der Pilzgärten und hygienische Aufgaben, um Keime abzuwehren. Die Großen hingegen begeben sich auf Nahrungssuche und hindern Parasiten daran, die lebenswichtigen Pilzgärten zu erobern.
Als die Wissenschaftler nun die genetische Ausstattung begutachteten, stellten sie fest, dass die verschiedenen Väter durchaus ihre Spuren hinterließen: Die weitaus meisten ihrer Nachkommen, etwa 80 Prozent, wuchsen jeweils zu einer Größenklasse und damit entsprechenden Aufgabengebieten heran, während das letzte Fünftel den Weg der anderen Größenvariante einschlug.
Nicht die Aufzuchtbedingungen, sondern die Gene führen also überwiegend Regie – doch nicht ausschließlich: Sie fördern zwar offenbar die Entwicklung in eine Richtung, doch ist die andere dadurch nicht unmöglich geworden.
Hughes und seine Kollegen vermuten, dass die väterlichen Gene eine Art Empfindlichkeitsschwelle für externe Signale wie Pheromone der Pflegemütter festlegen. Schütten die fürsorglichen Ammen nun Botenstoffe aus, die eine Entwicklung zu großen Arbeiterinnen hemmen, so wird jener Anteil des Nachwuchses, der aufgrund einer niedrigen Schwelle besonders anfällig für die chemische Wachstumsbremse ist, auch tatsächlich klein ausfallen. Verleihen die väterlichen Gene aber eine hohe Reizschwelle, bleiben die Larven eher ungerührt und wachsen trotzdem zu dem eigentlich unerwünschten Typus heran.
Auf diese Weise, so spekulieren die Forscher, ist das gesamte System ausreichend flexibel, um einigermaßen schnell auf Veränderungen in den Umweltbedingungen reagieren zu können. Wäre die Größenausbildung allein genetisch festgelegt, bliebe kein Spielraum. Und spielten allein die äußeren Faktoren das Zünglein an der Waage, würde in der Nachkommenschaft womöglich eine Variante überwiegen – das allerdings könnte zu einem gefährlichen Ungleichgewicht führen, das letztendlich die gesamte Kolonie gefährden könnte.
William Hughes von der University of Copenhagen und seine Kollegen hegten jedoch Zweifel. Schließlich bestehen viele Ameisenvölker aus mehreren Kasten, deren Angehörige sich meist in der Größe unterscheiden. Sollten sich diese Unterschiede wirklich allein aufgrund äußerer Einflüsse über die Nahrung oder chemische Signale seitens der Ammen herausbilden?
Hughes und seine Mitarbeiter überprüften diese Vermutung nun mit einem Vaterschaftstest. Sie wählten Acromyrmex echinatior als sechsbeiniges Versuchskaninchen, denn auch bei dieser Blattschneiderameise gibt es zwei Varianten, die sich mit dem bloßen Auge gut auseinander halten lassen. Die kleinen Vertreter übernehmen Haushaltspflichten wie die Sorge für den Nachwuchs, die Pflege der Pilzgärten und hygienische Aufgaben, um Keime abzuwehren. Die Großen hingegen begeben sich auf Nahrungssuche und hindern Parasiten daran, die lebenswichtigen Pilzgärten zu erobern.
Als die Wissenschaftler nun die genetische Ausstattung begutachteten, stellten sie fest, dass die verschiedenen Väter durchaus ihre Spuren hinterließen: Die weitaus meisten ihrer Nachkommen, etwa 80 Prozent, wuchsen jeweils zu einer Größenklasse und damit entsprechenden Aufgabengebieten heran, während das letzte Fünftel den Weg der anderen Größenvariante einschlug.
Nicht die Aufzuchtbedingungen, sondern die Gene führen also überwiegend Regie – doch nicht ausschließlich: Sie fördern zwar offenbar die Entwicklung in eine Richtung, doch ist die andere dadurch nicht unmöglich geworden.
Hughes und seine Kollegen vermuten, dass die väterlichen Gene eine Art Empfindlichkeitsschwelle für externe Signale wie Pheromone der Pflegemütter festlegen. Schütten die fürsorglichen Ammen nun Botenstoffe aus, die eine Entwicklung zu großen Arbeiterinnen hemmen, so wird jener Anteil des Nachwuchses, der aufgrund einer niedrigen Schwelle besonders anfällig für die chemische Wachstumsbremse ist, auch tatsächlich klein ausfallen. Verleihen die väterlichen Gene aber eine hohe Reizschwelle, bleiben die Larven eher ungerührt und wachsen trotzdem zu dem eigentlich unerwünschten Typus heran.
Auf diese Weise, so spekulieren die Forscher, ist das gesamte System ausreichend flexibel, um einigermaßen schnell auf Veränderungen in den Umweltbedingungen reagieren zu können. Wäre die Größenausbildung allein genetisch festgelegt, bliebe kein Spielraum. Und spielten allein die äußeren Faktoren das Zünglein an der Waage, würde in der Nachkommenschaft womöglich eine Variante überwiegen – das allerdings könnte zu einem gefährlichen Ungleichgewicht führen, das letztendlich die gesamte Kolonie gefährden könnte.
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