Verlust intraspezifischer, interkolonialer Aggression

Aggression zwischen Ameisen der selben Art, aber unterschiedlicher Kolonien (intraspezifische, interkoloniale Aggression) ist die Norm bei Ameisenarten mit einer Königin pro Nest (monogyn). Bei Lasius austriacus, einer monogynen Art, die fast ausschließlich unter der Bodenoberfläche lebt (hypogäisch) wurde hingegen das völlige Fehlen von Aggression zwischen Kolonien der selben Population und zwischen Kolonien getrennter Populationen festgestellt (Steiner et al. in Druck). Fünf Hypothesen werden als mögliche Erklärungen aufgestellt, unter Berücksichtigung des aktuellen Wissensstandes zur sozialen Organisation, Populationsgenetik und zu Kohlenwasserstoffen als chemische Botenstoffe bei der Erkennung von Verwandten bei Ameisen. Diese beinhalten eine teilweise Unzulänglichkeit von Verhaltenstests, wie sie derzeit durchgeführt werden, aufgrund einer raschen Flüchtigkeit des Nestgeruches bei Lasius austriacus oder für hypogäische Ameisen generell, den Verlust der intraspezifischen Aggression bei gleichzeitigem Erhalt der Erkennung von Verwandten, den Verlust der Fähigkeit, innerartliche Unterschiede der Kohlenwasserstoffe zu erkennen und den Verlust der Kolonie- und/oder Nestspezifität der Kohlenwasserstoffe. Die ersten beiden Hypothesen würden den Bedarf nach einem neuen Design von Verhaltenstests bedeuten, die anderen drei eine bisher bei monogynen Ameisen vollkommen unbekannte Situation. Ein interdisziplinärer Ansatz wird zur Lösung der umrissenen Problematik vorgeschlagen. Es werden hierbei sechs intra- und interspezifische Verhaltenstests (Aggressionstests, Feld-Tests und Toleranztests), botenstoffchemische Untersuchungen (Gaschromatographie-Massenspektrometrie), elektrophysiologische Untersuchungen (Gaschromatographie-Elektroantennographische Detektion), die Bestimmung der Zahl der Königinnen, der begattenden Männchen, sowie des Verwandtschaftsgrades zwischen Kolonien und Populationen (Feststellen der Frequenz von Mikrosatelliten-Allelen und mtDNA Haplotypen) einbezogen.

Die Ameisenart Lasius austriacus hält starke genetische Grenzen zwischen Kolonien aufrecht und unterscheidet zwischen eigenen und fremden Kolonien, verzichtet aber völlig auf innerartliche Aggression. Dies führt fallweise zur Adoption koloniefremder Arbeiterinnen in Kolonien und widerspricht einem gängigen Paradigma der Sozialbiologie. Diese Erkenntnis aus dem FWF Projekt streicht die Bedeutung der Kosten-Nutzen-Relation für die Entscheidung für Aggression oder Integration hervor; häufig aber nicht immer resultiert das in einer Korrelation zwischen Verwandtschaftsgrad innerhalb der Kolonien und Aggression zwischen den Kolonien. Des Weiteren wurden kritische Schritte bei der Isolation von Mikrosatelliten bei Insekten erkannt, und eine Kombinationsanalyse erfolgreich zur Ansprache jener Substanzen aus dem "Nestgeruch" von Ameisen eingesetzt, die der Erkennung von Nestgenossen zugrunde liegen. - Sind Gesellschaften sozialer Insekten mit hohem Grad von reproduktiver Arbeitsteilung aus nah verwandten Individuen zusammengesetzt, sollten sie sich gegenüber anderen Gesellschaften der selben Art erwartungsgemäß aggressiv verhalten. Die somit ausgeprägte Grenze zwischen eigen und fremd garantiert den hohen Verwandtschaftsgrad zwischen den sterilen Individuen und den Genen, die die Gesellschaft weitervererbt. Dementsprechend war es lange ein Paradigma, dass der Verwandtschaftsgrad innerhalb der Kolonie über Aggression oder Integration zwischen Kolonien entscheidet. Wir haben eine der meist nicht beachteten Ausnahmen untersucht. Unsere Ergebnisse stellen das Paradigma klar in Frage. Ausserdem könnte das Fehlen von Aggression bei Ameisen-Superkolonien - ein wichtiges Charakteristikum invasiver Ameisen - zumindest in manchen Fällen primär weder durch verringerte Unterscheidungsfähigkeit zwischen eigen und fremd noch durch verringerte Verwandtschaft innerhalb der Kolonien entstanden sein. - Wir haben ein Anreicherungsprotokoll für die Isolation von Mikrosatellitenmarkern bei L. austriacus verwendet und das zufriedenstellende Ergebnis mit der geringen Ausbeute desselben Protokolls beim Käfer Pityogenes calcographus verglichen, was die Identifikation von Schlüsselstellen bei der Markerentwicklung erlaubte. - Kutikuläre Kohlenwaserstoffe haben eine herausragende Bedeutung für die Erkennung von Nestgenossen bei sozialen Insekten. Wegen technischer Unzulänglichkeiten ist aber derzeit noch wenig darüber bekannt, wieviele und welche Substanzen aus dem Bouquet von Kohlenwasserstoffen tatsächlich die Information zur Nestzugehörigkeit enthalten. Mit einer Kombinationsanalyse gelang uns, bei verschiedenen Datensätzen die verantwortlichen Substanzen herauszufinden; häufig waren dies drei bis fünf Substanzen, häufig sowohl nieder- als auch hochmolekulare und somit sowohl flüchtige als auch nichtflüchtige Substanzen.