Es ist eines der großen Rätsel der Insektenwelt: Noch immer ist ungeklärt, wie bei sozialen Insekten aus Eiern mit dem gleichen Erbgut so unterschiedlich gebaute Individuen wie fruchtbare Königinnen und unfruchtbare Arbeiterinnen schlüpfen können. Bisher ging man davon aus, dass dies wie bei Bienen allein durch das Futter geschieht.
Nun hat das Team um Romain Libbrecht von der Universität Lausanne bei amerikanischen Ernteameisen nachgewiesen, dass auch die Umweltbedingungen eine Rolle spielen. Königinnen dieser Art produzieren nämlich nur dann neue Königinnen, wenn sie zuvor einen Winterschlaf durchgemacht haben. Sonst schlüpfen nur Arbeiterinnen aus ihren Eiern.
Königinnen in künstlichen Winterschlaf versetzt
Die Forscher hatten also Ernteameisen-Königinnen in künstlichen Winterschlaf versetzt und anderen ein Hormon verfüttert, das für die Larven- und Eientwicklung zuständig ist. Dies simuliert ebenfalls den Winterschlaf, berichten die Wissenschaftler in den "Proceedings" der US-Akademie der Wissenschaften.
Tatsächlich konnten sie so die Anzahl geschlüpfter Königinnen und Arbeiterinnen beeinflussen. Der Winterschlaf lässt ein gewisses Hormon bei der Königin ansteigen, das die Ablagerung von Nährstoffreserven in die Eier beeinflusst - nährstoffreiche Eier werden zu Königinnen, nährstoffarme zu Arbeiterinnen.
"Wir konnten erstmals bei Insekten die Signalkaskade nachweisen, durch die Umweltbedingungen auf die nächste Generation übertragen werden", sagte Studienleiter Laurent Keller. "Die Umwelt, in der die Mutter lebt, beeinflusst ihre Jungen."
Nicht nur Gene haben Einfluss
Dass Umwelteffekte auf die nächste Generation wirken können - ganz ohne den Einfluss der Erbinformation - ist eine der revolutionären jüngeren Erkenntnisse der Evolutionsbiologie. So bringen etwa Veränderungen von Licht und Temperatur Blattläuse im Herbst dazu, von der ungeschlechtlichen auf die sexuelle Fortpflanzung zu wechseln.
"Es ist wahrscheinlich, dass es solche maternalen Effekte bei allen Organismen gibt", sagte Keller. Auch bei Menschen: Österreichische und holländische Forscher hatten unlängst festgestellt, dass Kinder von Müttern, die während der Schwangerschaft gehungert haben, im Alter ein deutlich erhöhtes Diabetes-Risiko haben (Bericht in der Infobox).
Die neuen Erkenntnisse könnten nun auch beim Schutz von nützlichen Ameisen helfen: Waldameisen etwa, die viel zur Schädlingsbekämpfung beitragen, seien in vielen Gegenden rar geworden und würden mancherorts von Naturschützern umgesiedelt, sagte Keller. Wenn man nun etwa wisse, dass sie eine Kälteperiode brauchen, um Königinnen zu bilden, ließen sie sich besser halten und vermehren.
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