Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Orientierung von Ameisen in der Wüste: Jedes Merkmal zählt

09.03.2012
Nahrungssuchende Wüstenameisen finden zu ihrem Nest zurück, auch wenn es nur magnetisch markiert ist, vibriert oder nach Kohlendioxid riecht.

Wüstenameisen sind auf kärgliche, mit nur spärlichen Orientierungspunkten ausgestattete Lebensräume spezialisiert. Sie nutzen neben sichtbaren Merkmalen oder Gerüchen besonders das Zählen ihrer Schritte zusammen mit dem polarisierten Sonnenlicht als Kompass, um nach Nahrungssuche sicher zu ihrer Heimstätte zurückzukehren.


Ameisen der Art Cataglyphis noda vor ihrem Nesteingang, einem kleinen Loch im Boden des Experimentierkanals. © MPI für chemische Ökologie/Badeke

Bei Experimenten mit Ameisen der Gattung Cataglyphis an ihren natürlichen Standorten in Tunesien und der Türkei haben Verhaltensforscher am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie nun festgestellt, dass die Tiere auch magnetische oder vibrierende Orientierungshilfen nutzen können, um ihr Nest − ein kleines Loch im Erdboden − wieder zu finden. Zusätzlich dient das im Nest durch Atmung entstehende Kohlendioxid der Orientierung. Damit erweisen sich die Navigationsfähigkeiten der Ameisen als enorm anpassungsfähig an ihre unwirtliche Umgebung.

Ein bei Wüstenameisen erstaunliches Merkmal ist der so genannte Wegintegrator. Durch Zählen der Schritte nach Verlassen des Nestes in Kombination mit dem "Einnorden" ihrer Laufrichtung mit Hilfe des polarisierten Sonnenlichts können die Insekten zu ihrem Heim zurückfinden. Diese Methode ist für die Tiere eine wichtige Überlebensformel in kargen Lebensräumen wie beispielsweise Wüsten. Jedoch: Der Wegintegrator ist fehleranfällig, und um möglichst schnell und treffsicher das heimische Nest zum Beispiel nach erfolgreicher Nahrungssuche wieder zu finden, bedienen sich Wüstenameisen weiterer Orientierungshilfen: Sichtbare Gegenstände genauso wie Gerüche kommen in Frage − und werden auch genutzt. Es ist für die Ameise überlebenswichtig, zum richtigen Nest zurück zu finden, denn wenn eine Ameise versehentlich ein falsches Nest betritt, wird sie getötet, mindestens aber in die Flucht geschlagen.

Von Blattschneiderameisen ist bekannt, dass sie Vibrationssignale zur Verständigung untereinander nutzen. Und dass neben Vögeln auch Ameisen Magnetismus spüren können, scheint mehr und mehr deutlich zu werden. Die Wissenschaftler um Markus Knaden, Verhaltensforscher in der Abteilung von Bill Hansson am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, wollten daher herausfinden, ob die auf "Minimalumgebungen" adaptierten Wüstenameisen auch auf Magnetismus oder Vibrationssignale zurückgreifen, wenn andere Orientierungshilfen nicht vorhanden sind.

"Wir waren sehr erstaunt, dass dies wirklich der Fall ist", so Doktorandin Cornelia Buehlmann, die die Experimente durchführte. Trainierte Ameisen der Art Cataglyphis noda fanden zielsicher zu ihrem Nesteingang zurück, wenn man direkt daneben einen batteriebetriebenen Vibrationsgeber eingrub und die Ameisen nur die damit erzeugte Vibration zur Lokalisierung des Nests benutzen konnten. Um auszuschließen, dass die Tiere nicht auf elektromagnetische Effekte des Geräts reagieren, wurden Experimente durchgeführt, bei denen die Vibration ohne Kontakt zum Erdboden erfolgte − hier reagierten die Ameisen wie ihre untrainierten Artgenossen: Sie irrten ziellos umher. Wurden oberirdisch neben dem Nest zwei starke Neodym-Magnete platziert, die ein Magnetfeld von 21 Millitesla erzeugten (das natürliche Erdmagnetfeld machte, zum Vergleich, nur 0,041 Millitesla aus), fanden entsprechend trainierte Ameisen ebenso sicher zurück zu ihrer Heimstätte.

Die Experimente zeigen, dass Wüstenameisen enorm empfindlich auf Vibrationssignale reagieren können. Mit welchem Sinn sie sich wiederum an dem künstlichen Magnetfeld um ihr Nest herum orientieren können, ist unklar. "Dies heißt nicht, dass Ameisen ein Art Magnetsinnesorgan haben. Es könnten auch durch das starke Magnetfeld bedingte Anomalien von Nervensignalen sein, die sich die Tiere quasi merken", so Knaden. Dennoch: Weder ständiges Zittern noch starke Magnetfelder sind in der Regel natürlicherweise an den Nesteingängen vorhanden, erstaunlich also, dass die Tiere Vibrationen oder ein Magnetfeld als Nestmarkierung „erinnern“. Die an extreme, unwirtliche Lebensräume angepassten Tiere scheinen somit über eine erstaunliche Flexibilität zu verfügen, sämtliche Sinne für die Navigation zu gebrauchen.

Ein ständig vorhandenes Geruchssignal ist das im heimischen Nest durch Atmung entstehende Kohlendioxid. Wüstenameisen der Art Cataglyphis fortis nutzen tatsächlich den CO2 Geruch, um zum Nest zurückzukehren, wie jetzt Experimente in Tunesien gezeigt haben. Vor allem laufen sie nur dann in Richtung einer CO2-Duftfahne, wenn die Konzentration nicht zu hoch ist und etwa derjenigen der Nestumgebung entspricht. Jedoch: Alle Ameisennester riechen nach CO2, wie also das eigene, heimische Nest erkennen? „Wir haben mithilfe gezielter Versuche herausgefunden, dass die Tiere zuerst ihrem Wegintegrator vertrauen“, so Cornelia Buehlmann. Wurden Ameisen nach Erreichen einer entfernten Futterquelle von Hand in die Nähe ihres Nestes zurückgetragen, dann mieden sie den Nesteingang, obwohl er nach CO2 roch − Geruchssignal und Schrittanzahl schienen nicht übereinzustimmen. Um nicht den Tod in einem fremden Nest zu finden, vertrauen die Tiere demnach dem Wegintegrator mehr als dem chemischen Botenstoff CO2 und folgen letzterem nur, wenn der Wegintegrator ihnen sagt, dass sie schon fast zu Hause sind.

Ansprechpartner

Dr. Markus Knaden
Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Jena
Telefon: +49 3641 57-1421
Fax: +49 3641 57-1402
E-Mail: mknaden@ice.mpg.de
Orginal Publikation
Cornelia Buehlmann, Bill S. Hansson, Markus Knaden
Desert ants learn vibration and magnetic landmarks.
PLoS ONE, 7. März 2012; DOI:
Cornelia Buehlmann, Bill S. Hansson, Markus Knaden
Path integration controls nest-plume following in desert ants.
Current Biology, Online First, 8. März 2012; DOI:
Übersichtsartikel
Steck, Kathrin
Just follow your nose: homing by olfactory cues in ants.
Current Opinion in Neurobiology (2011), DOI:10.1016/j.conb.2011.10.011

Dr. Markus Knaden | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/5186323/ameisen_orientierung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neues aus der Schaltzentrale
18.07.2018 | Karl-Franzens-Universität Graz

nachricht Chemische Waffe durch laterale Gen-Übertragung schützt Wollkäfer gegen schädliche Pilze
18.07.2018 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vernetzte Beleuchtung: Weg mit dem blinden Fleck

18.07.2018 | Energie und Elektrotechnik

BIAS erhält Bremens größten 3D-Drucker für metallische Luffahrtkomponenten

18.07.2018 | Verfahrenstechnologie

Verminderte Hirnleistung bei schwachem Herz

18.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics