Ameisenbäume und ihre „Privatarmeen“

Ameisen bevölkern das Innere eines Stängels. Foto: Daniela Guicking

(24.4.2019) Biologen der Universität Kassel untersuchen die faszinierende Symbiose von Ameisenbäumen und Ameisen in Südostasien. Die Ergebnisse werfen ein Licht auf eine der spannendsten bekannten Tier-Pflanze-Symbiosen die es in der Natur gibt. Nun fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) die Arbeit der Kasseler Wissenschaftler für weitere drei Jahre.

Dr. Daniela Guicking und Prof. Dr. Kurt Weising vom Fachgebiet Systematik und Morphologie der Pflanzen an der → Universität Kassel untersuchen die Evolution der südostasiatischen Ameisenbäume der Gattung Macaranga. Dabei nutzen sie neue Methoden der DNA-Sequenzierung und wenden sie erstmals auf diese Pflanzen an.

Das Verfahren erlaubt Rückschlüsse auf Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den Macaranga-Arten und deren evolutionäre Entwicklung, aber auch auf das Zusammenspiel zwischen Pflanze und Tier. Ziel ist es, einen kompletten Stammbaum und eine Evolutionsgeschichte der südostasiatischen Ameisenbäume zu rekonstruieren.

Ein Ameisenbaum der Art Macaranga indistincta. Quelle: Uni Kassel

Macaranga-Bäume wachsen als Pionierpflanzen an den Rändern oder lichten Stellen des Regenwaldes. Von den rund 300 Arten der Gattung leben etwa 30 in enger Beziehung mit Ameisenvölkern. Die Ameisen wohnen in den hohlen Stämmen und Zweigen der Bäume, die bereits als Jungpflanzen von den begatteten Ameisenköniginnen kolonisiert werden. Die Pflanzen produzieren dabei eiweiß- und fettreiche Nährkörperchen, die den Ameisen als Nahrung dienen. Zusätzlich halten sich die Ameisen Herden von Schildläusen, die den Saft der Wirtspflanze saugen und von den Ameisen gemolken werden.

Ameisen vertreiben Feinde der Pflanze

Im Gegenzug verteidigen die Tiere ihre Wirtspflanze, indem sie Fraßfeinde (beispielsweise Insekten) angreifen, abgelegte Insekteneier entsorgen und Kletterpflanzen wegbeißen, die die Wirtspflanze zu überwachsen drohen. „Die Pflanzen unterhalten also regelrechte Privatarmeen“, sagt Professor Weising, Leiter des Fachgebiets. Tier und Pflanze sind absolut aufeinander angewiesen: Ohne die Pflanze geht das Ameisenvolk ein, aber auch die Pflanze kann nicht auf Dauer ohne die Ameisen überleben.

Bisherige Erkenntnisse der Kasseler Forschungsgruppe deuten darauf hin, dass im Laufe der Evolution Ameisenarten die Macaranga-Art, die ihnen als Wirtspflanze dient, häufig wechselten – eine Baumart und ihr symbiotischer Partner durchliefen Entwicklungen also nicht notwendigerweise gemeinsam. Man spricht in diesem Fall von einer Co-Adaptation (im Gegensatz zur Co-Speziation, also einer gemeinsamen Fortentwicklung).

In dem dreijährigen Projekt will Daniela Guicking außerdem herausfinden, wie sich die Pflanzen im Pleistozän ausbreiteten. Während der pleistozänen Kaltzeiten waren die indonesischen Inseln und die malaiische Halbinsel aufgrund des gegenüber heute deutlich niedrigeren Meeresspiegels wiederholt miteinander verbunden. „Eine interessante Forschungsfrage ist, ob der Sundaschelf von Vorläufern der heutigen Ameisenbäume bewachsen war und es dadurch einen genetischen Austausch zwischen Populationen gegeben hat, die heute durch die See getrennt sind“, so Guicking. Die DFG finanziert das Projekt mit rund 200.000 Euro.
(Uni Kassel / kes)