Warum leben Ameisen so lange?

Es wird immer einen Kompromiss in Bezug auf die Ressourcenallokation zwischen Reproduktion und Selbstwartung geben. Da Arbeiterameisen auf die Fortpflanzung verzichten, um andere Aufgaben (Sammeln von Ressourcen, Pflege der Jungen usw.) innerhalb der Kolonie zu erfüllen, ist es sinnvoll, dass dies eine längere Lebensdauer begünstigen würde. Diese Idee funktioniert für die meisten Tiere (d. h. höhere Reproduktion = niedrigere Lebenserwartung über Arten im Allgemeinen) und ist gut dokumentiert ( Partridge et al . 1987 , Gems & Riddle 1996 (PDF-Link), Westendorp & Kirkwood 1998 – um nur einige zu nennen). Bei eusozialen Tieren ist das Verhältnis jedoch umgekehrt: Ameisenköniginnen, einige Bienen und Nacktmulle (die alle eusozial sind) leben tendenziell länger als ihre unfruchtbaren Arbeiterinnen (Hartmann & Heinze 2003 ). Alterungsmuster bei Ameisen und anderen eusozialen Organismen sind derzeit ein sehr beliebtes Forschungsthema, aber die Mechanismen, die Unterschiede zwischen sozialen Kasten verursachen, sind noch nicht vollständig verstanden.

Eusozialität ist stark mit einer erhöhten Lebensdauer verbunden, tatsächlich haben sich viele Studien zur Evolution des Alterns auf eusoziale Tiere konzentriert, die Alterungseffekte bis zu einem gewissen Grad zu überwinden scheinen ( Keller & Genoud, 1999 , Buffenstein 2005 ). Der Nacktmull ist eine der wenigen Arten eusozialer Säugetiere und das Verhältnis zwischen seiner Lebensdauer und seiner Körpermasse ist sehr unterschiedlich zu dem anderer Nagetiere (ignorieren Sie die Fledermauspunkte):

Bild von Buffenstein & Pinto (2009) .

Wenn eine Königin eine längere reproduktive Lebensdauer hat, wird sie im Laufe ihres Lebens eine höhere Anzahl von Nachkommen hervorbringen. Dies wird dazu führen, dass ihre erhöhten Langlebigkeitsgene im Laufe der Zeit häufiger im Genpool vorhanden sind – solange sie in der Lage sind, die Grenze ihrer reproduktiven Lebensdauer zu erreichen und nicht zwischenzeitlich durch äußere Einflüsse (Unfall oder Angriff) getötet werden. Daher wird dieses Merkmal (längere reproduktive Lebensdauer) so lange ausgewählt, wie die Königin geschützt ist.

Innerhalb eusozialer Kolonien gibt es oft eine schützende Umgebung ( Buffenstein & Jarvis 2002 ): Es gibt normalerweise eine physische Struktur (Nest oder Bau); symbiotische Bakterien und/oder Pilze, die eine hygienischere Mikroflora schaffen; und Königinnen werden auch von anderen Kasten geschützt. Dies führt bei Königinnen zu einer geringeren Inzidenz von Todesfällen aufgrund von Unfällen oder Angriffen, was (aus der Argumentation im vorherigen Absatz) die Wahl eines längeren Fortpflanzungslebens unterstützt. Dies führt wahrscheinlich zu länger lebenden Arbeitern, da sie die gleichen Gene teilen.

Allerdings neigen Königinnen dazu, viel länger zu leben als ihre Arbeiterinnen ( O'Donnell & Jeanne 1995 ). Dies liegt wahrscheinlich an ihrer Fortpflanzungsfunktion. Alle Ameisen in der Kolonie investieren in die Reproduktion (sei es durch die physische Geburt von Jungen oder durch die Bereitstellung von Nahrung und Schutz), daher ist die eingangs erwähnte normale Beziehung (Reproduktion und Lebensdauer-Kompromiss) nicht relevant, aber da die Königin ist als einziges Individuum, das sich fortpflanzt, wird es das einzige sein, für das eine verlängerte Lebensdauer evolutionär vorteilhaft ist.

Bei Formica exsecta wurde eine mittlere Lebensdauer von 20 Jahren und bei Lasius niger eine maximale Lebensdauer von 28,5 Jahren beobachtet . Pogonomyrmex owyheei hat ein beobachtetes Maximum von 30 Jahren und einen Mittelwert von 17 Jahren. Diese (und viele weitere) Zahlen wurden einer Übersicht von Keller (1998) entnommen .

Weitere Referenzen zu diesem Thema sind (Svensson & Sheldon 1998) , (Keller & Genoud 1997) (PDF-Link), (Calabi & Porter 1989) und (Amdam & Omholt 2002) .

Verweise

• Amdam, GV & Omholt, SW (2002) The Regulatory Anatomy of Honeybee Lifespan. Zeitschrift für Theoretische Biologie, 216, 209–228.

• Buffenstein, R. (2005) Der Nacktmull: ein neues langlebiges Modell für die Erforschung des menschlichen Alterns. The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences, 60, 1369–1377.

• Buffenstein, R. & Jarvis, JUM (2002) Der Nacktmull – Ein neuer Rekord für das älteste lebende Nagetier. Wissenschaft. Alterungswissen. Umwelt, 2002, p.7.

• Buffenstein, R. & Pinto, M. (2009) Endokrine Funktion bei natürlich langlebigen Kleinsäugern. Molekulare und zelluläre Endokrinologie, 299, 101–111.

• Calabi, P. & Porter, SD (1989) Arbeiterlebensdauer bei der Feuerameise Solenopsis invicta: Ergonomische Überlegungen zu Korrelationen zwischen Temperatur, Größe und Stoffwechselraten. Zeitschrift für Insektenphysiologie, 35, 643–649.

• Hartmann, A. & Heinze, J. (2003) Eier legen, länger leben: Arbeitsteilung und Lebensdauer einer klonalen Ameisenart. Evolution, 57, 2424–2429.

• Keller, L. (1998) Lebensdauer der Königin und Kolonieeigenschaften bei Ameisen und Termiten. Insekten Sociaux, 45, 235–246.

• Keller, L. & Genoud, M. (1997) Außergewöhnliche Lebensdauer bei Ameisen: ein Test evolutionärer Alterungstheorien. Natur, 389, 958–960.

• Keller, L. & Genoud, M. (1999) Evolutionäre Theorien des Alterns. Gerontologie, 45, 336–338.

• O'Donnell, S. & Jeanne, RL (1995) Auswirkungen von Altersmustern auf die Evolution von Alterspolyethismus bei eusozialen Insekten. Verhaltensökologie, 6, 269–273.

• Svensson, E. & Sheldon, BC (1998) Der soziale Kontext der Evolutionsgeschichte des Lebens. Oikos, 83, 466–477.