Skip to main content

REciprocal LOcal ADapatation: the genetic, behavioural and chemical study of the evolutionary maintenance of a mutualism

Article Category

Article available in the folowing languages:

Natureigene Kräfte erzeugen einen monokulturellen Obstgarten in einem artenreichen Wald

Situationen, die als Mutualismus bezeichnet werden, wenn eine gegenseitig vorteilhafte Beziehung zwischen zwei verschiedenen Arten entsteht, haben immer ihren Preis. Einheimische des peruanischen Regenwaldes glauben, dass in den Teufelsgärten ein böser Walddämon im Spiel ist, ein faszinierendes Beispiel für Mutualismus.

Grundlagenforschung

Mutualismen kommen überall in der Natur vor. Sie können zu gegenseitiger lokaler Anpassung, oder zur Anpassung von Populationen einer Art an die einer anderen Art führen. Dieses Phänomen deutet darauf hin, dass die angepassten Organismen unzureichend interagieren würden, wenn sie mit einer anderen Population der symbiotisch verbundenen Art zusammengebracht werden. Aufgrund der technischen Herausforderungen bei der Steuerung von Feldversuchen wurde dies kaum erforscht. Unterstützt durch die Marie Skłodowska-Curie-Maßnahmen für das Projekt RELOAD, wagte sich Pierre-Jean Malé, Stipendiat des Museums für vergleichende Zoologie in Harvard und des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena, in den peruanischen Regenwald, um eines der am besten kontrollierten Experimente der Natur zu untersuchen.

Besser im Team – aber nicht ganz treu

Teufelsgärten entstehen durch den Mutualismus zwischen der Pflanzenart Duroia hirsuta und den Ameisen Myrmelachista schumanni. Pflanzen beherbergen Ameisen in ihren hohlen Stängeln und Ameisen schützen ihre Wirtspflanze vor konkurrierenden Pflanzen – indem sie die anderen Pflanzenarten mit ihrer Ameisensäure vernichten. Dadurch entstehen Obstgärten mit einer einzigen Pflanzenart inmitten des äußerst vielfältigen Regenwaldes. Malé prüfte die Hypothese, die besagt, dass dieser Mutualismus auch ein Beispiel für eine gegenseitige lokale Anpassung sein könnte. Er verpflanzte Setzlinge, die aus Samen der Duroia-Frucht von Populationen aus ganz Peru gezogen wurden, in andere natürlich vorkommende Teufelsgärten. Die Beobachtung des Verhaltens von Myrmelachista und die Genomsequenzierung der Pflanzen und Ameisen erbrachten keine Beweise zur Stützung seiner Hypothese. „Myrmelachista-Ameisen interessierten sich nicht für den geografischen/genetischen Hintergrund der Pflanzen, die ich in ihren Teufelsgärten einführte. Sie besetzten und benutzten diese, als wären sie von Anfang an ihre Gastgeber gewesen“, berichtet er.

Glück ist, was passiert, wenn Vorbereitung auf Gelegenheit trifft

Trotz dieses unerwarteten Ergebnisses warnt Malé erstens davor, dass das Fehlen von Beweisen kein Beweis für deren Nichtexistenz ist, und stellt zweitens fest, dass die vielen Herausforderungen, die mit dem Projekt verbunden sind, unerwartete Entdeckungen gebracht haben. Da die Keimungs- und Keimlingswachstumsraten langsamer waren als ursprünglich erwartet, nutzte Malé die Wartezeit, um parallel dazu weitere Experimente durchzuführen. „Ich habe zwei Pilze entdeckt, welche die Teufelsgärten möglicherweise von konkurrierenden fremden Pflanzen freihalten. Ich fand auch eine weitere Ameisenart scheinbar mutualistischer Symbionten, die allerdings keine Teufelsgärten entstehen lässt. Sie wird mit einem viel höheren Nährstoffgehalt in den Wirtspflanzen in Verbindung gebracht als Myrmelachista“, beschreibt er. Derzeit laufende chemische Analysen sollten Licht auf dieses potenzielle Beispiel von Myrmekotrophie werfen.

Bewertung der Reise, unabhängig vom Ziel

Neben wissenschaftlichen Artikeln in verschiedenen Publikationsstadien, führt Malé auf Facebook und Instagram Buch über das tägliche Leben im Feld und im Labor. Mehrere Kurzfilme sind auch auf YouTube zu finden. Er fasst es so zusammen: „Ich glaube, dass es mindestens genauso wichtig ist, der Öffentlichkeit die wissenschaftliche Methode zu vermitteln, wie neue Ergebnisse zu präsentieren. Ich möchte mit meinem Projekt die Prinzipien der Hypothesenprüfung, sowie die Strenge, die unabhängig vom Ergebnis erforderlich ist, veranschaulichen. Wir Forschenden arbeiten nicht, um zu beweisen, dass wir Recht haben, sondern um die Welt, in der wir leben, besser zu verstehen.“

Schlüsselbegriffe

RELOAD, Arten, Teufelsgärten, Pflanze, Ameise, Myrmelachista, gegenseitige lokale Anpassung, Mutualismus, Konkurrent, Regenwald, Duroia, Pilze, mutualistisch, Samen, Keimung, Symbiose, Symbiont

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich