News: Errungenschaft aus Afrika
Wesentlich länger als der Mensch betätigen sich Insekten als Landwirte. Der Ursprung der Symbiose zwischen Termiten und Pilzen lag vermutlich in Afrika.
© Proceedings of the National Academy of Sciences (Ausschnitt)
40 bis 60 Millionen Jahre – so lange wird auf der Erde schon Ackerbau und Viehzucht betrieben. Denn lange bevor es Menschen überhaupt gab, gelang es unabhängig voneinander mehreren Insektengruppen – Termiten, Ameisen und Käfern – Pflanzen und Tiere zu züchten und sich nutzbar zu machen. Wie der Mensch, profitieren die Insekten von ihren landwirtschaftlichen Erzeugnissen, sie haben sich jedoch auch damit in eine neue Abhängigkeit begeben.
Während auf dem amerikanischen Kontinent Ameisen in ihrem Bau Pilzgärten anlegen, betätigen sich in Afrika und Asien Termiten als Landwirte. Hier gibt es elf Gattungen mit etwa 330 Arten, die alle zur Unterfamilie der Macrotermitinae gehören, die Pilze aus der Gattung Termitomyces anbauen. Doch wo trat diese "Erfindung" zum ersten Mal auf?
Um diese Frage zu klären, analysierte Duur Aanen von der University of Copenhagen zusammen mit seinen Kollegen das Genom der Termiten und ihrer symbiotischen Pilze. Die Forscher untersuchten insgesamt 38 Kolonien an sechs verschiedenen Standorten in Afrika und Asien. Durch den Vergleich der DNA-Sequenzen konnten die Forscher einen Stammbaum sowohl der Termitenarten als auch der zugehörigen Pilze aufstellen.
Dabei zeigte sich, dass sowohl die pilzanbauenden Termiten als auch die in Termitenbauten lebenden Pilze jeweils auf einen einzigen Vorfahren zurückblicken können. Dieser Stammvater lebte vermutlich in Afrika; von hier aus breitete sich die Symbiose dann auf dem Kontinent aus und erreichte schließlich auch Asien.
Auch die pilzzüchtenden Ameisenarten Amerikas stammen vermutlich von einem einzigen Vorfahren ab. Im Gegensatz zu den Termiten haben sie jedoch mehrfach verschiedene Pilzarten kultiviert. Die symbiotischen Pilze der Ameisen können auf mehrere frei lebende Ursprungsarten zurückblicken.
Und einen weiteren Unterschied zwischen den ackerbauenden Ameisen und Termiten konnten die Wissenschaftler ausmachen: Bei den amerikanischen Ameisen vererbt die Königin ihre Pilze jeweils auf ihre Töchter. Die Stämme werden somit rein vertikal weitergegeben, sodass die Tochterkolonien immer dieselben Pilzarten anbauen.
Die afrikanischen und asiatischen Termiten nehmen es dagegen mit der Pilzauswahl nicht so genau. Sie können auch symbiotische Pilze von anderen Termitenarten übernehmen; hier herrscht eine horizontale Weitergabe der Pilzkulturen vor.
Die Forscher vermuten, dass diese unterschiedliche Vererbung der Pilzkulturen auf die Koloniengründung zurückzuführen ist: Während bei Ameisen nur die Mutter als zukünftige Königin den Insektenstatt gründet, überlebt bei den Termiten auch der Vater und kann seinerseits Pilze in die neue Kolonie einführen.
Auch wenn die Weitergabe der Pilze unterschiedlich verläuft, hängen die gegründeten Staaten beider Insektengruppen jeweils von einer Monokultur ab – und werden mit den gleichen Problemen konfrontiert, mit denen auch die moderne Landwirtschaft fertig werden muss, wie die Ausbreitung von Schädlingen oder Krankheiten. Vielleicht lässt sich von der Erfahrung der Insekten noch einiges lernen, spekulieren Ulrich Mueller und Nicole Gerado von der University of Texas at Austin. "Schließlich sind sie seit Jahrmillionen Bauern und haben vielleicht ein oder zwei Kniffe herausgefunden, die zu ihrem außergewöhnlichen landwirtschaftlichen Erfolg beitrugen."
Während auf dem amerikanischen Kontinent Ameisen in ihrem Bau Pilzgärten anlegen, betätigen sich in Afrika und Asien Termiten als Landwirte. Hier gibt es elf Gattungen mit etwa 330 Arten, die alle zur Unterfamilie der Macrotermitinae gehören, die Pilze aus der Gattung Termitomyces anbauen. Doch wo trat diese "Erfindung" zum ersten Mal auf?
Um diese Frage zu klären, analysierte Duur Aanen von der University of Copenhagen zusammen mit seinen Kollegen das Genom der Termiten und ihrer symbiotischen Pilze. Die Forscher untersuchten insgesamt 38 Kolonien an sechs verschiedenen Standorten in Afrika und Asien. Durch den Vergleich der DNA-Sequenzen konnten die Forscher einen Stammbaum sowohl der Termitenarten als auch der zugehörigen Pilze aufstellen.
Dabei zeigte sich, dass sowohl die pilzanbauenden Termiten als auch die in Termitenbauten lebenden Pilze jeweils auf einen einzigen Vorfahren zurückblicken können. Dieser Stammvater lebte vermutlich in Afrika; von hier aus breitete sich die Symbiose dann auf dem Kontinent aus und erreichte schließlich auch Asien.
Auch die pilzzüchtenden Ameisenarten Amerikas stammen vermutlich von einem einzigen Vorfahren ab. Im Gegensatz zu den Termiten haben sie jedoch mehrfach verschiedene Pilzarten kultiviert. Die symbiotischen Pilze der Ameisen können auf mehrere frei lebende Ursprungsarten zurückblicken.
Und einen weiteren Unterschied zwischen den ackerbauenden Ameisen und Termiten konnten die Wissenschaftler ausmachen: Bei den amerikanischen Ameisen vererbt die Königin ihre Pilze jeweils auf ihre Töchter. Die Stämme werden somit rein vertikal weitergegeben, sodass die Tochterkolonien immer dieselben Pilzarten anbauen.
Die afrikanischen und asiatischen Termiten nehmen es dagegen mit der Pilzauswahl nicht so genau. Sie können auch symbiotische Pilze von anderen Termitenarten übernehmen; hier herrscht eine horizontale Weitergabe der Pilzkulturen vor.
Die Forscher vermuten, dass diese unterschiedliche Vererbung der Pilzkulturen auf die Koloniengründung zurückzuführen ist: Während bei Ameisen nur die Mutter als zukünftige Königin den Insektenstatt gründet, überlebt bei den Termiten auch der Vater und kann seinerseits Pilze in die neue Kolonie einführen.
Auch wenn die Weitergabe der Pilze unterschiedlich verläuft, hängen die gegründeten Staaten beider Insektengruppen jeweils von einer Monokultur ab – und werden mit den gleichen Problemen konfrontiert, mit denen auch die moderne Landwirtschaft fertig werden muss, wie die Ausbreitung von Schädlingen oder Krankheiten. Vielleicht lässt sich von der Erfahrung der Insekten noch einiges lernen, spekulieren Ulrich Mueller und Nicole Gerado von der University of Texas at Austin. "Schließlich sind sie seit Jahrmillionen Bauern und haben vielleicht ein oder zwei Kniffe herausgefunden, die zu ihrem außergewöhnlichen landwirtschaftlichen Erfolg beitrugen."
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