Hallo Herr Nehring, Sie forschen an Ameisen und haben herausgefunden, dass Ameisen nachtragend sein können. Was bedeutet das?
Die Beobachtung, die es schon lange gab, war, dass bei vielen Ameisenarten die benachbarten Kolonien besonders aggressiv gegeneinander sind. Bei Kolonien, die etwas weiter auseinander liegen, ist weniger Aggression zu beobachten. Es war immer unklar, woran das liegt, aber es gab Modelle und mechanische Beschreibungen mit möglichen Erklärungen.
Ein Modell hat etwas beschrieben, das im Prinzip assoziativem Lernen gleicht. Assoziatives Lernen lässt sich am Experiment des Pawlowschen Hundes erklären: Immer bevor ich den Hund füttere, klingele ich mit einer Glocke. Irgendwann gewöhnt sich der Hund daran und weiß, dass es immer Futter gibt, wenn es klingelt und fängt dann an zu sabbern. Es gibt also immer zwei Stimuli, wie in diesem Beispiel die Glocke und das Futter, die zeitlich nah beieinander auftreten. Passiert das häufig genug, übernimmt der Stimulus, der eigentlich keine Bedeutung hat, in dem Fall die Glocke, die Funktion dessen, worauf man natürlicherweise reagieren würde. In dem Fall das Futter.
Im Modell zu den Ameisen stand das zwar nicht so deutlich drin, aber es war klar, dass ihr Aggressionsverhalten ähnlich funktionieren muss. Wir haben dann überlegt, ob man das ausprobieren kann. Dafür haben wir zwei Ameisenkolonien genommen und einzelne Ameisen jeden Tag zusammengesetzt. Eine spezifische Ameise haben wir über eine Woche beobachtet. Jeden Tag ist sie einer Ameise aus einer fremden Kolonie begegnet. Es gab immer etwas Aggression, die Ameisen haben gekämpft und man musste sie wieder trennen. Wir haben beobachtet, dass die Aggression der Ameise, die das täglich erlebt, von Tag zu Tag ansteigt.
Am Ende haben wir einen Test gemacht, indem wir die Ameise noch einmal jemandem aus dieser bekannten Kolonie vorgesetzt haben und dann noch einer fremden Ameise aus einer anderen Kolonie. Hierbei war die Aggression deutlich geringer. Das heißt, dass die Ameise durch eine Art assoziatives Lernen von Tag zu Tag lernte, dass bestimmte Ameisen Ärger bedeuten, weshalb sie von vornherein aggressiv reagierte. Ameisen reagieren also auf Erfahrungen die sie bereits gemacht haben, sie sind sozusagen nachtragend.
Und woran erkennet die Ameise bereits bekannte Artgenossinnen wieder?
Am Duft. Wir kennen Duft in der Luft, aber bei vielen Insekten sitzen chemische Stoffe an der Oberfläche. Bei unseren Versuchsameisen sind die Stoffe koloniespezifisch und können von anderen Ameisen mit den Antennen abgetastet werden. Dieser Duft ist der Stimulus, den die Ameise dann mit der Aggression verbindet.
Woher bekommt man überhaupt Ameisen zum Forschen?
In dem Fall aus dem Mooswald. Die Ameisen, mit denen wir forschen, heißen Lasius niger, die schwarze Wegameise. Das sind die Ameisen, die man überall zwischen den Pflastersteinen findet. Am Gelände des Flugplatzes war eine Wiese, wo man im Frühling einen Erdauswurf gesehen hat. Die Kolonie ist über den Winter eingeschlafen und hat dann im Frühling gereinigt und die Erde wieder herausgearbeitet. Die Koloniedichte war in der Gegend relativ hoch, das heißt, man konnte sehr viele Ameisenkolonien nebeneinander finden. Inzwischen wird da aber gebaut und alle Kolonien sind verschwunden. Jetzt müssen wir uns eine neue Stelle suchen.
Wie genau funktioniert eine Begegnung zwischen Ameisen im Experiment?
Normalerweise nehmen wir zwei Ameisen, markieren sie vor dem Experiment, damit wir wissen, wer welche Vorerfahrung hat. Dafür bekommen sie einen Farbtupfer auf den Rücken. Die eigentliche Begegnung findet in kleinen zylindrischen Arenen statt, die zwischen fünf und zehn Zentimetern Durchmesser haben. Die Arenen müssen so klein sein, da sich die Ameisen in einer größeren Kiste kaum treffen würden.
Warum haben Sie sich Ameisen als Forschungsgegenstand ausgesucht?
Das war tatsächlich Zufall. Ich habe früher etwas anderes gemacht, aber soziale Insekten haben mich schon immer interessiert. Irgendwann habe ich ein Praktikum bei Forschenden gemacht, die sich mit Ameisen beschäftigt haben.
Ameisen haben aber ganz viele Vorteile beim Forschen. Das Schöne ist, dass sie nicht wegfliegen. Wir können sie in offene Kisten und Arenen setzen und normalerweise bleiben sie auch dort. Wenn man Bienen hätte, wäre das wohl nicht so einfach. Außerdem ist es praktisch, wenn man große Kolonien hat, da man so immer genügend Tiere zum Forschen hat. Bei selteneren Spezies könnte es passieren, dass man einen ganzen Sommer arbeitet und am Ende nur zehn Tiere findet. Bei so groß angelegten Verhaltensexperimenten wäre das ungünstig.
Was passiert mit den Ameisen, wenn ein Experiment abgeschlossen ist?
Die Ameisen werden bei uns in Kisten gehalten. Bei dem Experiment ist natürlich das Problem, dass es jeden Tag Ärger zwischen den Ameisen gibt. Nach einer Konfrontation müssen sie wieder getrennt werden und das ist gar nicht so einfach. Um die Ameise, welche wir verfolgt haben, zu schützen, müssen wir im Zweifelsfall die anderen Ameisen opfern. Im Prinzip haben wir große Kolonien, da sind hunderte Ameisen drin, die halten wir im Labor bis alle Ameisen gestorben sind. Aussetzen tun wir sie normalerweise nicht, das würde vermutlich nicht funktionieren.
Wie geht es mit Ihrer Ameisenforschung weiter?
Diese Erkenntnis, dass Ameisen nachtragend sind, interessiert mich grundsätzlich noch immer stark. Daran forschen wir weiter und dahinter steht für mich immer das Interesse an Verhaltensvariationen. Bei Ameisen gibt es davon unterschiedliche, zum Beispiel bei der Ausgangslage des Experiments: Manche Ameisen sind sehr aggressiv und andere weniger. Es gibt Kombinationen von Kolonien, bei denen die Aggression gegeneinander hoch ist oder eben nicht. Ich möchte verstehen, warum das so ist.
Es gibt verschiedene Ansätze, zum Beispiel sind alte Ameisen aggressiver als jüngere und sie übernehmen ganz andere Aufgaben. Sie gehen mehr heraus und laufen umher, während die jüngeren eher im Nest bleiben und sich um den Nachwuchs kümmern. Die gefährlichen Aufgaben werden immer von den Alten erledigt, vielleicht, weil man dafür mehr Erfahrung benötigt, vielleicht, weil sie sowieso nicht mehr lange zu leben haben. Wie solche Verhaltensvariationen reguliert werden, auch auf molekularer Ebene und was für Effekte das hat, möchte ich herausfinden.
Woran wir ebenfalls noch arbeiten, sind die Duftstoffe und die Rezeptoren der Antennen, welche diese wahrnehmen. Wir wissen, dass es Hunderte unterschiedliche Rezeptoren gibt. Bisher hat man nie darüber nachgedacht, welche Rezeptoren wann in welcher Menge vorhanden sind. Wir haben aber herausgefunden, dass dies Rezeptorverteilung spezifisch für jede Kolonie ist. Ein Verdacht ist, dass die Rezeptoren-Landschaft auf den Antennen innerhalb einer Kolonie schon darauf optimiert ist, welche Düfte wahrgenommen und unterschieden werden müssen.
