Sind verrückte gelbe Ameisen so „verrückt“, weil sie zwei DNA-Sätze haben?

Es gibt eine Art gelbe Ameise, die unregelmäßige Bewegungen macht, wenn sie gestört wird. Deshalb haben die Leute ihr den Spitznamen „verrückte Ameise“ gegeben, daher der Name „Gelbe verrückte Ameise“. Im April 2023 fand eine im Fachmagazin Science veröffentlichte Studie heraus, dass es einen weiteren Grund für die Verrücktheit verrückter Ameisen geben könnte: Männliche und weibliche verrückte Ameisen sind Chimären aus somatischen Zellen mit zwei unterschiedlichen genetischen Hintergründen, und sie sind die ersten bekannten Tiere, die diese Eigenschaft als grundlegendes Lebensmerkmal besitzen.

Normalerweise sind Arbeiterameisen haploid, entwickeln sich aus unbefruchteten Eiern und besitzen nur einen Genomsatz der Ameisenkönigin. Unter besonderen Umständen gibt es sehr wenige diploide Ameisenmännchen, aber normalerweise handelt es sich dabei um einen Entwicklungsunfall und die Ameisen sind unfruchtbar. Allerdings halten vielfältige biologische Systeme immer wieder Überraschungen bereit, und die weiblichen gelben verrückten Ameisen sind eine dieser Überraschungen. Obwohl ihre Körperzellen haploid sind, besitzen sie zwei Genome: Ein Teil der Körperzellen trägt nur das R-Genom der Mutter, der andere Teil der Körperzellen trägt nur das W-Genom des Vaters.

Mit anderen Worten: Auch die weibliche Gelbe Verrückte Ameise entwickelt sich zu einem diploiden Organismus. Der Mensch, fast alle höheren Tiere und mehr als die Hälfte der höheren Pflanzen sind diploid.

Diploide Organismen haben gegenüber haploiden Organismen gewisse Überlebensvorteile, da letztere nur eine Kopie eines Gens besitzen und eine Mutation in einem Schlüsselgen das Überleben des Organismus beeinträchtigen kann. Diploide Organismen besitzen zwei Kopien von Genen. Wenn eines der Gene einen Funktionsdefekt aufweist, kann das andere, intakte Gen seine Funktion weiterführen.

Die Gelbe Verrückte Ameise ist eine der berüchtigtsten invasiven Arten. Sie verfügt über eine starke Reproduktionsfähigkeit und die von ihr gegründeten Superameisenkolonien können eine Fläche von mehr als 150 Hektar bedecken. Darüber hinaus ist es äußerst zerstörerisch und kann enorme negative Auswirkungen auf das lokale Ökosystem haben. Die australische Weihnachtsinsel ist beispielsweise für ihr spektakuläres großes Wanderspektakel der roten Krabben bekannt, doch die Ankunft der gelben verrückten Ameisen hat dieser Art eine verheerende Katastrophe beschert. In schweren Fällen starben 10 bis 15 Millionen rote Krabben.

Das Bild stammt von Tuchong.com

Wissenschaftler haben versucht, andere biologische Methoden als das Versprühen chemischer Pestizide zu finden, um die Ausbreitung der Gelben Verrückten Ameisen einzudämmen. Untersuchungen haben ergeben, dass dieser einzigartige Vorteil der Chimäre der Grund dafür sein könnte, warum die gelben verrückten Ameisen verrückt werden.

In der Natur kommen ähnliche Chimärenphänomene derzeit nur bei einer sehr kleinen Zahl von Arten vor. So gibt es beispielsweise eine Art Weißbüschelaffen, die bei der Zeugung zweieiiger Zwillinge durch den Austausch von Stammzellen über eine gemeinsame Plazenta Chimären bilden kann. Allerdings haben Wissenschaftler bisher nur ein einziges Tier entdeckt, die Gelbe Verrückte Ameise, die bereits im einzelligen Embryonalstadium eine Chimäre bildet.

Diese Forschung hilft uns nicht nur, die Wunder der Artenvielfalt wieder zu verstehen, sondern liefert uns möglicherweise auch Ideen zur zukünftigen Kontrolle der Fortpflanzung der Gelben Verrückten Ameisen. Allerdings gibt es hinsichtlich der einzigartigen Fortpflanzungsmethode der weiblichen Gelben Verrückten Ameisen noch viele ungelöste Rätsel, die es zu erforschen gilt.

Dieser Artikel ist eine vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützte Arbeit

Autor: Tiangeng

Gutachter: Tao Ning (Associate Researcher, Institut für Biophysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.