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Ökologie: Unter Kontrolle

Blattschneiderameisen sind talentierte Gärtnerinnen, denn sie züchten in den unterirdischen Kammern ihres Nestes Pilze heran. Um die Ernte vor wucherndem Unkraut zu schützen, gilt es fremde Sporen möglichst im Keim zu ersticken. Offenbar verhindern die Pilze selbst, dass die konkurrierenden Stämme auf fruchtbaren Boden fallen.
Pilzgarten von <i>Acromyrmex echinatior</i>
Die Wurzeln der Insektenfarmen reichen weit zurück: Vor ungefähr 50 bis 60 Millionen Jahren "erfand" in Südamerika der Vorfahre des Neue-Welt-Stammes von pilzzüchtenden Ameisen die Pilzkultur. Und noch heute sind alle Nachkommen – etwa 210 beschriebene Arten in 13 Gattungen – zwingend auf diese Lebensgemeinschaft angewiesen: Die Nestbewohnerinnen versorgen ihren Untermieter mit frischem Pflanzenmaterial und schützen ihn vor Konkurrenten sowie Krankheitserregern. Als Gegenleistung liefert der Pilz den Insekten Nahrung, indem er einen Teil seiner Geflechtmasse opfert. Verlassen jungfräuliche Ameisenköniginnen einst die Kolonie, um sich zu paaren und einen neuen Staat zu gründen, so reist der Symbiont der Mutter in einer besonderen Schlundtasche mit.

Pilzgarten von Acromyrmex octospinosus | In unterirdischen Kammern ihres Nestes legen Blattschneiderameisen der Art Acromyrmex octospinosus Pilzgärten an. Offenbar verhindern die Pilze selbst, dass Konkurrenten in den von ihnen besiedelten Beeten wachsen.
Die Farmen der Blattschneiderameisen umfassen mitunter bis zu 200 Pilzgärten pro Kolonie. Theoretisch könnten die Tiere genetisch unterschiedliche Symbionten in separaten Kammern ihrer Behausung halten. Erstaunlicherweise handelt es sich bei allen Pilzen eines Nestes aber um Abkömmlinge eines einzigen Stammes – mit derselben Erbausstattung. Wie gewährleisten die beiden Lebenspartner bloß, dass sich keine Eindringlinge in den Beeten ansiedeln? Schließlich könnten die Ameisen aus anderen Gärten fremde Stämme einschleppen.

Michael Poulsen und Jacobus Boomsma von der Universität Kopenhagen beleuchteten nun genauer, wie die Hygienemaßnahmen in den Insektenfarmen aussehen. Für ihre Versuche nutzten sie die Pilzgärten, die 18 Kolonien von den zwei Blattschneiderameisen-Arten Panamas Acromyrmex echinatior und A. octospinosus kultivierten. Gewöhnlich legen die Tiere fünf Gärten an, jeder etwa von der Größe eines Tennisballes. Obwohl sich ihr Verbreitungsgebiet überlappt, wurde nie beobachtet, dass sich die Spezies kreuzen. Aber ihre Pilze zählen zu demselben genetisch vielfältigen Stamm.

Pilzgarten von Acromyrmex echinatior | Blattschneiderameisen der Art Acromyrmex echinatior sind versierte Gärtnerinnen: In Beeten züchten sie Pilze auf frischem Pflanzenmaterial und schützen sie vor Konkurrenten sowie Krankheitserregern. Der Partner revanchiert sich mit Nahrung, indem er einen Teil seiner Geflechtmasse opfert.
Um die Symbionten aus verschiedenen Kolonien auf ihre gegenseitige Verträglichkeit zu testen, beimpften die Forscher Agarmedien im Abstand von 1,5 Zentimetern mit jeweils einem Pilzpaar. Als sie nach zwei Monaten ihre Versuchsansätze begutachteten, fanden sie heraus, dass die Pilzstämme von jeder Ameisenart nicht gemeinsam wachsen konnten. Offenbar stellen die Pilze selber sicher, dass keine unerwünschten Mitbewerber in den von ihnen besiedelten Gärten auftauchen.

Weitere Untersuchungen bestätigten, dass sich die Pilze mittels spezieller Tricks die Konkurrenz aus den Beeten fernhalten: Gewöhnlich düngen die Ameisen neu gewachsene Mycelien mit den eigenen Hinterlassenschaften. Ihre Fäkalientröpfchen setzen sie entweder auf den frischen Blättern oder direkt in den Pilzgärten ab, wo sie bereitwillig aufgesaugt werden. In dem Kot befinden sich auch Pilzenzyme, die den Ameisendarm unbeschadet passieren und beim Zersetzen des Pflanzenmaterials helfen. Wie reagieren jedoch Pilze und Gärtnerinnen auf Exkremententröpfchen, die von den Bewohnern anderer Nester stammen?

Die Antwort lieferten Experimente an lebenden Kolonien: War der Dünger mit fremden Pilzspuren getränkt, so absorbierten die "heimischen" Pilze ihn nicht. Zudem entsorgten die Ameisen die derartig infizierten Kottröpfchen und jedes Mycel, das mit diesen in Berührung gekommen war. Wie die Ergebnisse zeigen, scheinen die Symbionten ihrem Wirt aktiv ein Farmsystem mit einer einzigen Ernte aufzuzwingen, um eine mögliche Konkurrenz zu vermeiden. Rätselhaft bleibt vorerst aber noch die chemische Natur jener Unverträglichkeits-Verbindungen, mit denen die Pilze ihre Interessen durchzusetzen vermögen.

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