© Daniel_Kronauer
Die Ameisenkönigin ist meistens sehr viel größer als ihre Untertanen.
Die Ameisenkönigin ist meistens sehr viel größer als ihre Untertanen.
Das Königinnen-Gen
Die Insulinproduktion reguliert die Rollenzuordnung im Ameisenstaat
Genetisch gleichen sie sich. Doch eine Ameise wird Königin und die anderen arbeiten. Warum ist das so?
Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler der Rockefeller University in New York. "Wir wollten herausfinden, welche molekularen Mechanismen die Königinnen zu eierlegenden Ameisen machen und die übrigen zu fleißigen Arbeitern", sagt Daniel Kronauer von der Rockefeller University in New York. Die Wissenschaftler gingen davon aus, dass die verschiedenen Merkmale von Königinnen und Arbeitern auf der unterschiedlichen Aktivität von Genen im Erbgut der Tiere basieren. Das Forscherteam um Daniel Kronauer verglich die Genexpressionen von Königin und Arbeiterinnen bei verschiedenen Ameisenarten. Das Ergebnis: Nur ein Gen scheint dafür verantwortlich zu sein, wer arbeitet und wer Eier legt. Und vor allem: Es liegt bei Königinnen stets hochreguliert vor. Dieses Gen ist den Wissenschaftlern zufolge für die Produktion des Peptids ILP2 verantwortlich. Das ist eine Art Ameisenversion von Insulin.

Die Produktion von Insulin bestimmt Reproduktion
Um ihre Beobachtung zu untermauern, überprüften die Wissenschaftler sie an ganz besonderen Ameisen: der Art Ooceaea biroi. Diese Ameisenart kennt kein ausgeprägtes Kastenwesen und damit keine Arbeitsteilung. Alle machen alles. Bei Bedarf können auch die Arbeiterinnen Eier legen oder Königinnen die Brutpflege übernehmen. Reguliert wird das durch die Anwesenheit von Larven: Wenn Nachwuchs vorhanden ist, hören die Ameisen auf Eier zu legen und wechseln in die Pflege. An Ooceaea biroi untersuchten Kronauer und seine Kollegen nun die Expression der Erbanlage für ILP2. Sie fanden heraus: Wurden Larven während der Brutpflegephase aus dem Nest entfernt, stieg die Insulinproduktion bei den erwachsenen Tieren deutlich an. Wurden Larven hinzugefügt, nahm die Insulinproduktion ab. Die Wissenschaftler injizierten den Ameisen während der Brutpflege Insulin. Diese Behandlung führte zur Aktivierung der Eierstöcke –selbst wenn viele Larven vorhanden waren. Das bestätigte: Das Vorhandensein von Larven unterdrückt die Produktion von Insulin und damit die Reproduktion.

Vom solitären zum sozialen Lebewesen
Diese Ergebnisse liefern laut den Forschern Hinweise auf die Frage, wie sich Ameisen einst von solitären zu sozialen Lebewesen mit spezialisierter Rollenverteilung entwickelt haben. Den Forschern zufolge erscheint es plausibel, dass die Insulinproduktion zur Regulation dieser Rollen rekrutiert wurde. Von dieser Substanz ist bereits bekannt, dass sie die Fortpflanzung und die Nahrungssuche bei einer breiten Palette von Organismen reguliert und auch, dass ihr Niveau im Körper von der Ernährung abhängt. Die Kastenbestimmung bei den meisten Ameisenarten basiert bekanntermaßen auf der unterschiedlichen Ernährung der zu Königinnen bestimmten Larven. Sie bekommen mehr Futter als Arbeiter-Larven. Dies führt wahrscheinlich dazu, so die Forscher, dass sie mehr ILP2 bilden, was letztlich zur Entwicklung ihres wichtigsten Merkmals führt: der Reproduktionsfähigkeit.

Arbeiterinnen haben in jeder Lebensphase andere Aufgaben
Wissenschaftler unterscheiden zwischen verschiedenen Formen des Zusammenlebens und der Staatenbildung bei Tieren. Die komplexeste Form ist die "Eusozialität". Sie beinhaltet das Zusammenleben mehrerer Generationen, die gemeinsame Brutpflege und die "reproduktive Arbeitsteilung" bei der sich nur ausgewählte Individuen innerhalb der Gruppe fortpflanzen, beispielsweise die Königin bei Ameisen. Die Arbeiterinnen erledigen den Rest der anfallenden Aufgaben, die sich im Laufe ihres Lebens ändern. Junge Arbeiterameisen kümmern sich um den Nachwuchs und betreiben Brutpflege. Im mittleren Alter kümmern sich Arbeiterinnen um ihre erwachsenen Nestgenossinnen. Gegen Ende ihres Lebens gehen sie dann auf Nahrungssuche.

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