idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Thema Corona

Imagefilm
Science Video Project
idw-News App:

AppStore



Teilen: 
01.04.2021 14:59

Ameisen reagieren auf soziale Isolation

Petra Giegerich Kommunikation und Presse
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

    Studie stellt Veränderungen beim Verhalten und bei der Aktivität von Genen zur Immun- und Stressregulation als Folge sozialer Isolation fest

    Ameisen reagieren auf soziale Isolation ähnlich wie Menschen oder andere soziale Säugetiere. Eine Studie eines israelisch-deutschen Forschungsteams ergab, dass Ameisen als Folge von sozialer Isolation ein verändertes Sozial- und Hygieneverhalten zeigen. Besonders überraschend fand das Team aber, dass im Gehirn der isolierten Ameisen Immun- und Stressgene runterreguliert wurden. „Das heißt, das Immunsystem ist weniger leistungsfähig, was wir auch als Folge von sozialer Isolation beim Menschen sehen – gerade jetzt in Zeiten von COVID-19“, teilt die Studienleiterin Prof. Dr. Susanne Foitzik von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) dazu mit. Die Studie an einheimischen Ameisen wurde in der Fachzeitschrift Molecular Ecology veröffentlicht.

    Über Folgen von Isolation bei sozialen Insekten ist bisher wenig bekannt

    Menschen und andere soziale Säugetiere erleben die Isolation von ihrer Gruppe als stressig, was sich auf das Allgemeinbefinden und die körperliche Verfassung auswirkt. „Isolierte Menschen werden einsam, depressiv und ängstlich, entwickeln leichter Süchte und leiden unter einem geschwächten Immunsystem und einer beeinträchtigten Gesundheit im Allgemeinen“, sagt Prof. Dr. Inon Scharf, Erstautor der Studie und Kooperationspartner der Mainzer Forschungsgruppe von der Universität Tel Aviv. Während jedoch Isolation bei sozialen Säugetieren wie dem Menschen oder Mäusen eingehend untersucht wurde, ist weniger darüber bekannt, wie soziale Insekten in vergleichbaren Situationen reagieren – dabei leben sie in hoch entwickelten Sozialsystemen: Ameisen etwa verbringen ihr ganzes Leben als Teil ein und derselben Kolonie und sind von ihren Nestgenossinnen abhängig. Die Arbeiterinnen geben ihr eigenes Fortpflanzungspotenzial auf und kümmern sich um die Fütterung der Larven, die Reinigung und die Verteidigung des Nests und die Suche nach Nahrung, während die Königin fast ausschließlich Eier legt.

    Für seine Studie über die Folgen von sozialer Isolation hat das Forschungsteam Ameisen der Art Temnothorax nylanderi untersucht. Diese Ameisen bewohnen in europäischen Wäldern Hohlräume in Eicheln und Stöcken am Boden und bilden Kolonien von ein paar Dutzend Arbeiterinnen. Junge Arbeiterinnen, die sich um die Brutpflege kümmern, wurden einzeln aus 14 Kolonien isoliert und für eine unterschiedlich lange Dauer von einer Stunde bis zu höchstens 28 Tagen getrennt gehalten. Die Studie wurde zwischen Januar und März 2019 durchgeführt und zeigt insbesondere Veränderungen in drei Punkten auf: Nach dem Ende der Isolation waren die Arbeiterinnen weniger an ihren erwachsenen Nestgenossinnen interessiert, erhöhten jedoch die Dauer des Brutkontakts; zudem reduzierten sie die Zeit, die sie mit Selbstpflege verbrachten. „Diese Veränderung im Hygieneverhalten könnte die Ameisen anfälliger für Parasiten machen, aber sie weist auch auf eine soziale Vereinsamung hin“, erklärt Susanne Foitzik.

    Stress infolge von Isolation wirkt sich negativ auf das Immunsystem aus

    Zwar zeigten sich signifikante Veränderungen in den Verhaltensweisen der isolierten Tiere, aber noch auffälliger war ein Blick auf die Genaktivität: Viele Gene, die mit der Funktion des Immunsystems und der Stressreaktion zusammenhängen, waren herunterreguliert worden. Das heißt, diese Gene sind weniger aktiv. „Das Ergebnis passt zu Studien an anderen sozialen Tieren, die eine Schwächung des Immunsystems nach der Isolation zeigen“, so Inon Scharf.

    Die Biologinnen und Biologen um Susanne Foitzik legen damit die erste Studie zu den Auswirkungen von Vereinzelung bei sozialen Insekten vor, die Verhalten und genetische Analysen kombiniert. „Sie zeigt, dass Ameisen ebenso von Isolation betroffen sind wie soziale Säugetiere und deutet auf einen allgemeinen Zusammenhang zwischen sozialem Wohlbefinden, Stresstoleranz und Immunkompetenz bei sozialen Tieren hin“, fasst Foitzik die Ergebnisse der israelisch-deutschen Studie zusammen. Die Wissenschaftlerin kooperiert mit ihrem israelischen Partner Inon Scharf sowie mit Koautor und Arbeitsgruppenleiter Dr. Romain Libbrecht von der JGU auch im Rahmen eines neuen gemeinsamen DFG-Projekts zu den Fitnessvorteilen und molekularen Grundlagen des räumlichen Lernens bei Ameisen.

    Bildmaterial:
    https://download.uni-mainz.de/presse/10_iome_verhaltensoekologie_ameisen_isolati...
    Ameise der Art Temnothorax nylanderi
    Foto/©: Susanne Foitzik / JGU

    https://download.uni-mainz.de/presse/10_iome_verhaltensoekologie_ameisen_isolati...
    Arbeiterin der Ameise Temnothorax nylanderi (Zeichnung)
    Abb./©: Inon Scharf / Universität Tel Aviv

    Weiterführende Links:
    https://evo.bio.uni-mainz.de/forschungsgruppen/gruppe-foitzik/ - Forschungsgruppe Foitzik

    Lesen Sie mehr:
    https://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/10918_DEU_HTML.php - Pressemitteilung „Kommunikation und Schutz vor Austrocknung: Schmelzverhalten erklärt biologische Funktion der Wachsschicht von Ameisen“ (19.02.2020)
    https://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/7703_DEU_HTML.php - Pressemitteilung „Wettrüsten der Ameisenstaaten: Genaktivität von Verteidigern abhängig von eindringenden Sklavenhalterameisen“ (20.02.2019)
    https://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/5983_DEU_HTML.php - Pressemitteilung „Ameisen-Studie gibt Hinweis zur Evolution sozialer Insekten“ (29.08.2018)
    http://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/5412_DEU_HTML.php - Pressemitteilung „Brutpflege-Gen steuert Arbeitsteilung bei Ameisen“ (19.06.2018)
    http://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/3928_DEU_HTML.php - Pressemitteilung „Ameisen passen ihre Wachsschicht verändertem Klima sehr schnell an“ (24.01.2018)
    http://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/2007_DEU_HTML.php - Pressemitteilung „Chemisches Profil von Ameisen passt sich bei Selektionsdruck rasch an“ (28.06.2017)
    http://www.uni-mainz.de/presse/aktuell/1296_DEU_HTML.php - Pressemitteilung „Sklavenhaltende Ameisen tragen weniger informative chemische Duftsignale“ (25.04.2017)


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Prof. Dr. Susanne Foitzik
    Verhaltensökologie und Soziale Evolution
    Institut für Organismische und Molekulare Evolutionsbiologie
    Johannes Gutenberg-Universität Mainz
    55099 Mainz
    Tel. +49 6131 39-27840
    Fax +49 6131 39-27850
    E-Mail: foitzik@uni-mainz.de
    https://evo.bio.uni-mainz.de/foitzik-susanne-prof-dr/


    Originalpublikation:

    Inon Scharf et al.
    Social isolation causes downregulation of immune and stress response genes and behavioural changes in a social insect
    Molecular Ecology, 27. März 2021
    DOI:10.1111/mec.15902
    https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.15902


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wissenschaftler, jedermann
    Biologie
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch


    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).