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Die Entwicklung von Insektengesellschaften

Ein EU-Team untersuchte Darmbakterien in Bezug auf das Verhältnis von Arbeitsteilung und Umgebung bei Insektengesellschaften. Das Team verglich Honigbienen mit komplexen Gesellschaften mit der einfacheren Ameisenart Nothomyrmecia macrops und beurteilte zudem die Verbindung zwischen Umweltexposition und der mikrobiellen Gemeinschaft im Darm.
Die Entwicklung von Insektengesellschaften
Die Theorie zur Verwandtenselektion bietet derzeit die beste Erklärung für das Zustandekommen von Kooperationen zwischen sozialen Insekten. Die Theorie erklärt allerdings nicht, wie in kooperativen Gesellschaften in Abwesenheit eines Managers Aufgaben zugewiesen werden.

Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts SODOLS (Sociality and division of labour: Microbial, behavioural and epigenetic interactions) wurde die Vorstellung untersucht, dass die mikrobielle Gemeinschaft im Darm Insektengesellschaften sowie deren verhaltensbezogene Arbeitsteilung beeinflusst und umgekehrt von diesen beeinflusst wird. Forscher prüften die neuen Theorien an der sehr sozialen Honigbiene Apis mellifera und der durch einfachere Gesellschaften gekennzeichneten Ameisenart Dinoponera quadriceps.

Gleichaltrige Honigbienenarbeiterinnen, die unterschiedliche Aufgaben ausführen, zeigten sehr unterschiedliche Vorkommen von bakteriellen Taxa im Darm. Arbeitsbienen, die innerhalb des Bienenstocks vor allem pflegerischen Aufgaben nachkommen, zeigten ein höheres Vorkommen von bakteriellen Taxa, die mit der Verarbeitung von Kohlenhydraten und Gesundheit verbunden sind, als Drohen, die außerhalb des Bienenstocks nach Nahrung suchen. Bei Nothomyrmecia macrops unterschieden sich die bakteriellen Taxa im Darm ebenfalls auf Grundlage der ausgeführten Aufgabe.

Die Forscher beurteilten zudem das Verhältnis zwischen umgebender Landschaft und mikrobieller Gemeinschaft im Darm. Mithilfe einer Amplikon-Sequenzierung der Gemeinschaft untersuchte das Team unter kontrollierten Laborbedingungen sowohl Veränderungen in der mikrobiellen Gemeinschaft von Bienen, die unterschiedlichen umgebenden Landschaften ausgesetzt sind als auch realitätsnahe Stressoren auf Feldern.

Die Ergebnisse verdeutlichten die Komplexität der Beziehungen zwischen Wirt, Darmbakterien und umgebender Landschaft sowie lokaler Umwelt. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die individuellen von Bienen ausgeführten Aufgaben und somit deren lokale Umwelt das Vorkommen bestimmter bakterieller Taxa beeinflussen. Arbeiter der Ameisenart Nothomyrmecia macrops, die einfacheren Gesellschaften angehören, zeigten zudem je nach ausgeführter verhaltensbezogener Aufgabe Unterschiede in der mikrobiellen Gemeinschaft im Darm.

Die Studie hob die Möglichkeit einer Rückkopplungsschleife hervor, bei der die über das Verhalten vermittelte Umweltexposition das Vorkommen von Darmbakterien beeinflusst. Diese unterschiedlich vertretenen Bakterien könnten wiederum für die Aufrechterhaltung einer effektiven Arbeitsteilung von Bedeutung sein.

Die Arbeit von SODOLS liefert Erkenntnisse zu Faktoren, die potenziell zu den evolutionären Ursprüngen sowie zur Aufrechterhaltung der Sozialität und Arbeitsteilung bei Insekten beitragen könnten. Darüber hinaus beleuchtet die Arbeit, welche Faktoren sich auf die Gesundheit von Bienen auswirken könnten – ein wichtiges Thema in Bezug auf die landwirtschaftliche Bestäubung.

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Schlüsselwörter

Insektengesellschaften, mikrobielle Darmgemeinschaften, Bakterien, SODOLS, Sozialität, Arbeitsteilung
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