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Männliche Ameisen sind so ziemlich nur fliegende Spermien (und andere erstaunliche Ameisentatsachen)

2020

Haben Sie dieses Jahr Ameisen gesehen? In Großbritannien waren es wahrscheinlich schwarze Gartenameisen, bekannt als Lasius niger - Europas häufigste Ameise. Als eine von 12.000 bis 20.000 Arten sind sie die Geißel der Gärtner - aber auch faszinierend.

Die kleinen, schwarzen, flügellosen Arbeiter rennen um die Bürgersteige, krabbeln Ihre Pflanzen hoch und pflegen Blattläuse oder sammeln leckere Häppchen aus Ihrer Küche. Und die fliegenden Ameisen, die gelegentlich an einem warmen Sommerabend auftauchen, sind tatsächlich die Geschwister dieser nicht geflügelten Arbeiter. Folgendes müssen Sie noch wissen:

Ameisen haben ein Kastensystem, in dem die Verantwortlichkeiten aufgeteilt sind. Die Königin ist die Gründerin der Kolonie und hat die Aufgabe, Eier zu legen. Arbeiterameisen sind alle weiblich, und diese Schwesternschaft ist für den harmonischen Betrieb der Kolonie verantwortlich.

Ihre Aufgaben reichen von der Fürsorge für die Königin und die Jugend, Futtersuche, Überwachung von Konflikten in der Kolonie und Müllentsorgung. Die Arbeiter werden höchstwahrscheinlich nie einen eigenen Nachwuchs haben. Die überwiegende Mehrheit der Eier entwickelt sich als Arbeiter, aber sobald die Kolonie fertig ist, produziert die Königin die nächste Generation von Fortpflanzungsmitteln, die ihre eigenen Kolonien gründen werden.

Das Schicksal einer weiblichen Ameise, Arbeiterin oder Königin zu werden, wird hauptsächlich von der Ernährung bestimmt, nicht von der Genetik. Jede weibliche Ameisenlarve kann zur Königin werden - diejenigen, die eine proteinreichere Ernährung erhalten. Die anderen Larven erhalten weniger Protein, wodurch sie sich als Arbeiter entwickeln.

Im Gegensatz zu Menschen mit X- und Y-Chromosomen wird das Geschlecht einer Ameise durch die Anzahl der Genomkopien bestimmt, die sie besitzt. Männliche Ameisen entwickeln sich aus unbefruchteten Eiern, erhalten also kein Genom von einem Vater. Dies bedeutet, dass männliche Ameisen keinen Vater haben und keine Söhne haben können, aber sie haben Großväter und können Enkel haben. Weibliche Ameisen hingegen entwickeln sich aus befruchteten Eiern und haben zwei Genomkopien - eine von ihrem Vater und eine von ihrer Mutter.

Männliche Ameisen funktionieren wie fliegendes Sperma. Nur eine Genomkopie bedeutet, dass jedes einzelne Sperma eine mit sich selbst genetisch identische DNA trägt. Und ihre Arbeit ist schnell vorbei und stirbt bald nach der Paarung (obwohl ihr Sperma manchmal jahrelang lebt). Ihre einzige Aufgabe ist im Wesentlichen die Reproduktion.

Wenn die Bedingungen warm und feucht sind, verlassen die geflügelten jungfräulichen Königinnen und Männchen ihre Nester auf der Suche nach Gefährten. Dies ist das Verhalten, das am "Tag der fliegenden Ameise" beobachtet wird. Bei L. niger findet die Paarung auf dem Flügel statt, oft in Hunderten von Metern Höhe (daher die Notwendigkeit für gutes Wetter). Danach fallen die Königinnen zu Boden und werfen ihre Flügel ab, während die Männchen schnell sterben. Verpaarte Königinnen suchen sich einen Nistplatz aus und graben sich in den Boden, der durch den jüngsten Regen weicher geworden ist.

Einmal unter der Erde, werden die Königinnen wochenlang nicht essen, bis sie ihre eigenen Tochterarbeiter hervorgebracht haben. Sie nutzen Energie aus ihren Fettreserven und überflüssigen Flugmuskeln, um ihre erste Ladung Eier abzulegen, die sie mit Spermien aus ihrem Hochzeitsflug befruchten. Es ist der gleiche Vorrat an Spermien, der von längst verstorbenen Männern erworben wurde, der es einer Königin ermöglicht, ihr ganzes Leben lang befruchtete Eier zu legen. Königinnen paaren sich nie wieder.

Manchmal schließen sich zwei Königinnen von L. niger zusammen, um ein Nest zu gründen. Diese anfänglich kooperative Vereinigung, die die Wahrscheinlichkeit der Gründung einer Kolonie erhöht, löst sich auf, sobald neue erwachsene Arbeiter auftauchen und die Königinnen bis zum Tod kämpfen. Noch düsterer ist, dass L. niger- Kolonien ihren Nachbarn manchmal Brut stehlen und sie als Sklaven einsetzen.

Das Bilden von Sklaven hat sich in einer Reihe von Ameisenarten entwickelt, sie zeigen jedoch auch eine Zusammenarbeit auf außergewöhnlichem Niveau. Ein extremes Beispiel hierfür ist eine "Superkolonie" argentinischer Ameisen ( Linepithema humile ), die sich über 3.700 Meilen an der europäischen Küste von Italien bis Nordwestspanien erstreckt und buchstäblich Milliarden von Arbeitern aus Millionen kooperierender Nester umfasst.

Nachdem sie ihre Kolonie gegründet hat, ist die Arbeit der Königin noch nicht erledigt und sie hat viele Jahre der Eiablage vor sich. Im Labor leben die Königinnen von L. niger seit fast 30 Jahren. Die Arbeiter leben etwa ein Jahr, die Männchen etwas mehr als eine Woche (obwohl ihre Spermien länger leben). Diese außergewöhnlichen Unterschiede in der Lebenserwartung sind allein auf die Art und Weise zurückzuführen, wie ihre Gene ein- und ausgeschaltet werden.

Ameisen haben einen großen Einfluss auf die Ökosysteme weltweit und ihre Rollen sind vielfältig. Während einige Ameisen als Schädlinge gelten, wirken andere als biologische Bekämpfungsmittel. Ameisen fördern die Ökosysteme, indem sie Samen verteilen, Pflanzen bestäuben und die Bodenqualität verbessern. Ameisen könnten auch unserer Gesundheit zugute kommen, da sie eine potenzielle Quelle für neue Medikamente wie Antibiotika darstellen.

Also, wenn Sie das nächste Mal eine Ameise sehen, bevor Sie daran denken, sie zu töten, überlegen Sie, wie faszinierend sie wirklich ist.

Charlie Durant und Max John sind Doktoranden der Abteilung für Genetik und Genombiologie, und Rob Hammond ist Dozent der Abteilung für Genetik und Genombiologie an der Universität von Leicester. Dieser Artikel wurde ursprünglich in The Conversation veröffentlicht.

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