Bakteriensymbiosen bei Ameisen

Dieser Artikel wurde zur Überarbeitung vorgeschlagen. Hilf mit, ihn zu verbessern! Begründung: evtl. eingliedern in einen allg. Symbiose-Artikel? --DmdM 21:42, 8. Feb. 2012 (CET)

Ameisen und Bakteriensymbiosen: Warnung vor chemisch konserviertem Futter

Wiederholt wurde darauf hingewiesen, dass man Ameisen nicht mit irgendwie chemisch konservierten Nahrungsstoffen versorgen sollte. Der Grund dafür ist das allmählich wachsende Wissen über symbiotische Bakterien in Ameisen und deren Bedeutung für die Ernährung: Antibiotika töten die Symbionten ab.

Das ist sicher einer der Gründe dafür, dass man in Gel-Formikarien Ameisen nicht lange halten kann. Aber auch andere, eigentlich verderbliche Futtermischungen werden angeboten, die wahrscheinlich ebenfalls chemisch konserviert sind. Vorsicht ist also geboten. Wer nur Ameisen halten will, muss sich mit dem Folgenden nicht weiter beschäftigen! Durch Einfrieren oder Trocknen konserviertes Futter ist nicht betroffen.

Unter Herbivorie, eigentlich “Pflanzenfressen”, ist nicht nur der Verzehr von Samen zu verstehen, sondern auch die Aufnahme pflanzlicher Sekrete aus Blüten, aus extrafloralen Nektarien, sowie von Honigtau als wenig verändertem Pflanzensaft. Diese Pflanzenprodukte sind arm an Stickstoff-Verbindungen (Proteine, Aminosäuren). Viele Pflanzenfresser leben in Symbiose mit Einzellern, bes. Bakterien, die Luftstickstoff fixieren und den Symbiosepartnern in verwertbarer Form zur Verfügung stellen können (bekanntes Beispiel: Knöllchenbakterien in Wurzeln von Leguminosen, Bohnen, Erbsen etc.).

Nun hat sich herausgestellt, dass nicht nur einige wenige Ameisen (Tetraponera sp., Camponotus sp.), sondern eine Vielzahl von Arten im Darm Bakterien enthalten. Dies gilt besonders für ganz oder überwiegend herbivore Ameisen, nicht für räuberische. In Vergleich der Stammesgeschichte von Ameisen und symbiotischen Bakterien zeigt, dass Herbivorie bei Ameisen mehrfach entstand, und in zumindest 5 Stammeslinien war dies mit dem „Erwerb“ symbiotischer Bakterien verbunden, Bakterien übrigens, die zur Verwandtschaftsgruppe der „Knöllchenbakterien“ (Rhizobiales) gehören.

Literatur

Die wissenschaftliche Begründung für die erneute Warnung ist der folgenden, 2009 erschienenen Arbeit zu entnehmen: http://www.pnas.org/content/early/2009/11/25/0907926106.full.pdf+html

Jacob A. Russell, Corrie S. Moreaua, Benjamin Goldman-Huertasa, Mikiko Fujiwaraa, David J. Lohman, and Naomi E. Pierce (2009): Bacterial gut symbionts are tightly linked with the evolution of herbivory in ants (PNAS; 30. Nov. 2009 online)

(Bakterielle Darmsymbionten stehen in enger Beziehung zur Evolution der pflanzlichen Ernährung bei Ameisen)

Abstract: Ants are a dominant feature of terrestrial ecosystems, yet we know little about the forces that drive their evolution. Recent findings illustrate that their diets range from herbivorous to predaceous, with ‘‘herbivores’’ feeding primarily on exudates from plants and sap-feeding insects. Persistence on these nitrogen-poor food sources raises the question of how ants obtain sufficient nutrition.

To investigate the potential role of symbiotic microbes, we have surveyed 283 species from 18 of the 21 ant subfamilies using molecular techniques. Our findings uncovered a wealth of bacteria from across the ants. Notable among the surveyed hosts were herbivorous ‘‘turtle ants’’ from the related genera Cephalotes and Procryptocerus (tribe Cephalotini). These commonly harbored bacteria from ant-specific clades within the Burkholderiales, Pseudomonadales, Rhizobiales, Verrucomicrobiales, and Xanthomonadales, and studies of lab-reared Cephalotes varians characterized these microbes as symbiotic residents of ant guts. Although most of these symbionts were confined to turtle ants, bacteria from an ant-specific clade of Rhizobiales were more broadly distributed.

Statistical analyses revealed a strong relationship between herbivory and the prevalence of Rhizobiales gut symbionts within ant genera. Furthermore, a consideration of the ant phylogeny identified at least five independent origins of symbioses between herbivorous ants and related Rhizobiales. Combined with previous findings and the potential for symbiotic nitrogen fixation, our results strongly support the hypothesis that bacteria have facilitated convergent evolution of herbivory across the ants, further implicating symbiosis as a major force in ant evolution.