Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lebendimpfstoff auf sechs Beinen - Wie kranke Ameisen soziale Immunität vermitteln

05.11.2007
Die Ameisenkolonie als Paradies für Parasiten: Schließlich begünstigt das enge Zusammenleben von Artgenossen die Ausbreitung ansteckender Krankheiten, und die nah verwandten Nestgenossen sind auch noch anfällig für dieselben Infektionen.

Trotzdem sollte der parasitäre Pilz "Metarhizium anisopliae" die Rechnung nicht ohne seinen Wirt machen, wie Sylvia Cremer von der Universität Regensburg und ihre Mitarbeiterin Line Ugelvig jetzt in der Fachzeitschrift "Current Biology" berichten. Die Forscherinnen konnten zeigen, dass mit Pilzsporen infizierte Ameisen in engem Kontakt mit gesunden Tieren bleiben, obwohl diese den veränderten Gesundheitszustand ihrer Nestgenossen wahrnehmen.

Wurden die gesunden Ameisen später selbst mit Pilzsporen infiziert, erkrankten - im Vergleich zu Ameisen ohne vorherigen immunisierenden Kontakt - deutlich weniger Tiere. Sie hatten also eine gewisse Resistenz erworben: Dies ist ein weiteres wichtiges Beispiel für "soziale Immunität", die auf Ebene der Gemeinschaft Epidemien verhindern soll.

Die Vorteile von Kooperation und Arbeitsteilung lassen nicht nur Menschen in engen Gemeinschaften zusammenleben. Auch Ameisen, Termiten, Wespen und manche Bienenarten bilden Kolonien. Und zwar mit strikter Arbeitsteilung: So erfolgt die Fortpflanzung meist nur durch eine Königin, von der alle Tiere im Nest abstammen. Weil die Königin damit indirekt auch die Gene der Arbeiterinnen weitergibt, können diese auf eine eigene Brut verzichten. Die enge Verwandtschaft der Nestgenossen ist eine Voraussetzung der extremen Arbeitsteilung - und wohl die größte Schwäche der sozialen Insekten. Denn wer sich genetisch ähnelt, ist für dieselben Infektionen anfällig. Die staatenbildenden Insekten haben deshalb eine Vielzahl von Strategien entwickelt, die als "soziale Immunität" der Kolonie, nicht notwendigerweise aber den betroffenen Individuen zugute kommen. Diese kollektiven Abwehrmaßnahmen hat Cremer zusammen mit Kollegen vor kurzem unter dem Titel "Social Immunity" in "Current Biology" zusammengefasst. "Das 'soziale Fieber' bei Bienen etwa ist nur ein Beispiel, aber besonders anschaulich", meint die Biologin. "Dabei erhöhen viele der Nestgenossen gleichzeitig ihre Körpertemperatur, um Bakterien im Bienenstock zu töten. Ein Tier alleine könnte nie ausreichend Wärme produzieren. Im Kollektiv aber kann die Taktik erfolgreich sein."

... mehr zu:
»Ameise »Infektion »Insekt »Pilzsporen »Sporen »Termiten

Ein besonders hohes Risiko geht von Nestgenossen aus, die an einer Infektion leiden oder daran gestorben sind. Verenden die Tiere im Nest, werden ihre Körper schnell entfernt und oft zu nur dafür genutzten "Friedhöfen" gebracht. Manchmal werden die toten Körper auch dem Sonnenlicht ausgesetzt, vermutlich weil die UV-Strahlung Pilzsporen abtötet. Bestimmte Termiten wiederum beißen die Beine toter Nestgenossen ab, wohl um durch Austrocknung des Kadavers darin enthaltene Pilzsporen zu vernichten. Vereinzelt werden kranke Tiere auch aus der Kolonie ausgeschlossen oder sogar getötet - infizierte Termiten etwa werden in manchen Fällen eingemauert. "Meist aber werden kranke Nestangehörige intensiv gepflegt", so Cremer. "Es wurde lange vermutet, dass die gesunden Tiere dabei ein hohes Ansteckungsrisiko tragen. Umso überraschender waren unsere Ergebnisse, die das Gegenteil beweisen." In der Studie wurden Gruppen aus mehreren Individuen der Art "Lasius neglectus", also der "invasiven Gartenameise", gebildet: je drei Larven, fünf gesunde Arbeiterinnen sowie eine Arbeiterin, die experimentell einem Pilzparasiten ausgesetzt worden war. Dafür wurden Sporen des für Insekten tödlichen und auch in der Bekämpfung von Wanderheuschrecken und anderem Ungeziefer eingesetzten Pilzes "Metarhizium anisopliae" auf die Körperoberfläche dieser Tiere aufgebracht.

Diese Sporen müssen für eine Infektion erst in das Körperinnere eindringen, was mindestens 24 Stunden dauert. "Auffällig war, dass die exponierten Ameisen und auch ihre gesunden Nestgenossen sofort und über Tage hinweg eine Verhaltensänderung zeigten", so Cremer. "Das galt allerdings nur für Tiere, die lebenden Sporen ausgesetzt waren. Durch UV-Licht abgetötete Sporen hatten keine Wirkung. Die Ameisen können also Sporen am Körper erkennen, bevor diese eine Immunantwort auslösen - und zudem noch unterscheiden, ob die Sporen gefährlich sind." Der soziale Kontakt zwischen gesunden und exponierten Ameisen blieb unverändert, bis hin zum intensiven gegenseitigen Putzen. "Dabei werden auch Pilzsporen vom Körper einer anderen Ameise abgeknabbert", berichtet Cremer. "Diese wandern dann in 'Backentaschen' und werden dort durch den Speichel abgetötet." Die befallenen Ameisen blieben allerdings der Brut fern, während sich die gesunden Tiere deutlich intensiver um den Nachwuchs kümmerten. Diese Strategie ist neu für parasitierte Ameisen. Von anderen sozialen Insekten ist aber bekannt, dass sie das wertvollste Nestmitglied besonders schützen: die Königin. Sie wird bei Ameisen auch nur von jungen Tieren gepflegt, die wahrscheinlich gesund sind, weil sie das saubere Nest noch nie verlassen haben.

Die größte Überraschung zeigte sich aber erst nach der Beobachtungszeit von fünf Tagen. Dann nämlich wurden die gesunden Arbeiterinnen ebenfalls lebenden Pilzsporen ausgesetzt. "Tiere in sozialem Kontakt mit den zuerst exponierten und mittlerweile erkrankten Ameisen hatten dabei einen klaren Überlebensvorteil", berichtet Cremer. Das ist der erste Nachweis von Kontaktimmunität bei sozialen Insekten. Mit einer Ausnahme: Termiten zeigen ein ähnliches Verhalten. Interessant ist dabei, dass Termiten aber keine nahen Verwandten der Ameisen sind. Diese Strategie muss im Lauf der Evolution also mindestens zweimal unabhängig entwickelt worden sein. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass kollektives Verhalten und physiologische Prophylaxe zusammenarbeiten, um Immunität in der Gesellschaft zu fördern und gleichzeitig das hohe Risiko der Krankheitsübertragung zu minimieren", so Cremer. "Es reicht wohl ein einzelnes infiziertes Individuum, um mehrere Arbeiterinnen zu immunisieren, was wiederum genügen könnte, um einen Parasiten lokal zu kontrollieren. Wir wissen nicht, welche Immunantwort auf welche Weise in den gesunden Tieren durch den sozialen Kontakt mit kranken Ameisen ausgelöst wird. Deshalb wollen wir jetzt die Mechanismen dieser Impfung untersuchen und prüfen, wie weit verbreitet sie ist."

Publikationen:

"Social prophylaxis: group interaction promotes collective immunity in ant colonies",
Line V. Ugelvig & Sylvia Cremer
Current Biology, online am 1. November 2007
http://www.current-biology.com/content/future
"Social Immunity" (Review),
Sylvia Cremer, Sophie A.O. Armitage, and Paul Schmid-Hempel
Current Biology, 21. August 2007-10-25 DOI 10.1016/j.cub.2007.06.008
http://www.current-biology.com/content/article/abstract?uid=PIIS0960982207015035&highlight=Cremer

Ansprechpartner:

Dr. Sylvia Cremer
Institut für Zoologie der Universität Regensburg
Tel.: 0941 / 943 2152
Fax: 0941 / 943 3304
E-Mail: sylvia.cremer@biologie.uni-regensburg.de

Rudolf F. Dietze | idw
Weitere Informationen:
http://www.current-biology.com/content/future
http://www.current-biology.com/content/article/abstract?uid=PIIS0960982207015035&highlight=Cremer

Weitere Berichte zu: Ameise Infektion Insekt Pilzsporen Sporen Termiten

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie