Hohe Rüstungskosten

News: Hohe Rüstungskosten

Die Fähigkeit von Säugetieren, das Immunsystem ihrer Nachkommen zu stärken, galt bisher als einzigartig. Sie übertragen Antikörper ganz einfach über die Muttermilch. Für Insekten war bisher nicht bekannt, dass sie das Abwehrsystem der nächsten Generation beeinflussen können. Jetzt jedoch zeigten Wissenschaftler, dass Hummeln ihren Nachwuchs ebenfalls immunologisch aufrüsten können - allerdings zu einem hohen Preis.

Sylvia Uhl

Hummeln haben ein kurzes Leben. Im Herbst geht das gesamte Königreich zugrunde, denn nur die befruchteten Jungköniginnen überdauern den Winter. Sie gründen im nächsten Sommer einen neuen Staat und legen Eier, aus denen zunächst die Arbeiterinnen schlüpfen. Erst im Spätsommer entwickeln sich auch männliche Hummeln – die Drohnen – und schließlich die Jungköniginnen. Nachdem die Drohnen die Jungköniginnen begattet haben, endet der Lebenszyklus des gesamten Volkes. Um sich in diesem kurzen Leben fortpflanzen zu können, sind die männlichen Brummer auf eine gute Gesundheit und damit auf ein leistungsfähiges Immunsystem angewiesen. Denn sobald sie das elterliche Nest verlassen, müssen sie sich gegen eine Vielzahl von Parasiten verteidigen können.

Zum Immunsystem der Hummel gehören eine ganze Reihe antimikrobieller Peptide und verschiedene Enzyme wie die Phenoloxidase. Dieses Protein wandelt Substrate in Quinone und Melanine um, die für Mikroorganismen giftig sind. Somit ist der Phenoloxidase-Status ein guter Indikator für die Infektionsanfälligkeit der Hummeln.

Obwohl es bei Insekten keine direkte Weitergabe von Immunzellen an die Jungen – wie bei den Säugern – gibt, vermuteten Yannick Moret und Paul Schmid-Hempel von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich eine gewisse Anpassung der Immunität zwischen den Generationen. Deshalb untersuchten sie an der Erdhummel (Bombus terrestris), ob es das Immunsystem der Männchen stärkt, wenn deren elterliche Kolonien sich schon einmal gegen Parasiten wehren mussten. Die Forscher verabreichten nur den Arbeiterinnen von insgesamt elf Hummelvölkern wöchentlich – über deren gesamten Lebenszyklus hinweg – ein Extrakt aus Bakterienzellen. Dadurch lösten sie starke Immunreaktionen in den Tieren aus. Anschließend maßen sie sowohl deren Immunstatus, als auch den der Drohnen im folgenden Jahr.

Wie erwartet, haben die Hummeln der immunologisch herausgeforderten Kolonien enorm aufgerüstet: Die Arbeiterinnen wiesen eine höhere antimikrobielle Aktivität und deren männliche Nachkommen eine höhere Phenoloxidase-Aktivität auf als die jeweiligen Kontrolltiere. Doch offenbar ließen sie sich diesen Verteidigungsapparat auch einiges kosten, denn in den immunologisch gestressten Völkern gab es wesentlich weniger Nachwuchs.

Die Forscher vermuten nun, dass die eingeschränkte Reproduktion ein Kompromiss zwischen Fortpflanzungserfolg und der Immunantwort ist. Völlig unklar ist aber immer noch, woher die immunologische Vorsicht kommt – denn die Arbeiterinnen selbst sind ja nicht fortpflanzungsfähig, und somit können die Jungtiere ihre erhöhte Abwehrbereitschaft nicht direkt von den Eltern mitbekommen haben.