Gesundheit: Düngen, jäten, ernten - bei der Pilzzucht setzen Ameisen sogar Antibiotika ein

Es ist gerade einmal 10 000 Jahre her, dass der Mensch die Kulturtechnik des Ackerbaus erfand. Antibiotika benutzt unsere Spezies erst seit einem halben Jahrhundert, und diese Waffe ist schon im besten Begriff, stumpf zu werden. Umso überraschender kommt nun die Erkenntnis, dass Ameisen bereits seit vielen Millionen Jahren eine Form von Landwirtschaft betreiben und Antibiotika benutzen, die in all der Zeit nichts von ihrer Schlagkraft verloren haben.

Südamerikanische Blattschneideameisen haben eine ungewöhnliche Arbeitsteilung, die Forscher lange Zeit vor ein großes Rätsel stellte. Ihre Kolonien bestehen aus fünf bis acht Millionen Arbeiterinnen; die größten Tiere sind dazu abkommandiert, Blätter, Blumen und Gräser zu zerkleinern, damit diese zum Nest der Königin transportiert werden können.

Doch Ameisen können weder Pflanzenfasern noch Zellulose verdauen, noch verfügen sie wie Termiten im Darm über eine Flora, die ihnen diese Arbeit abnimmt. Die Erklärung besteht darin, dass eine Kaste der Ameisen die Blätter so lange kaut, bis diese als Humus für die Zucht einer speziellen Pilzsorte verwendet werden können: Die zerkauten Blätter werden von verschiedenen Arten Zellulase bildender Pilze verdaut, die von den Ameisen in unterirdischen Kammern gehalten werden.

Die Pilze wiederum entwickeln Hyphen (Pilzfäden) mit dicken, zuckerhaltigen Spitzen, von denen sich die sprichwörtlichen "Arbeitstiere" ernähren. Echte Blattschneideameisen beschränken sich auf frische Gräser, Blätter und Blüten, aber die weniger entwickelten Arten ihrer Gattung (Atta) nehmen auch mit Unrat, Exkrementen und toten Insekten vorlieb.

Eine echte Symbiose

Die Beziehung zischen Ameise und Pilz ist eine echte Symbiose: Der Pilz spendiert den Ameisen eine genießbare Nahrung, während die Ameise sich beim Pilz mit dem Humus und den optimalen Wachstumsbedingungen revanchiert. Dieser "agrarische" Lifestyle, den die Atta schon seit 50 Millionen Jahren praktizieren, hat eine differenzierte Arbeitsteilung hervorgebracht, wie das Fachblatt "Bioscience" beschreibt.

Die kleinsten Angehörigen der Kolonie säubern die herangeschaffte Biomasse und nehmen mit ihrem Speichel eine Vorverdauung vor. Eine andere Kaste hat die Aufgabe, den Humus sorgfältig mit Pilzkulturen zu präparieren. Manche Ameisen bestäuben das Depot mit Kot, der das Wachstum der Pilze stimuliert. Andere jäten sorgfältig eingedrungene Fremdpilze, die hier und da wie Unkraut aus dem Humus schießen. Auch für Ernte und Abtransport der Ausbeute sorgt eine Spezialeinheit.

Wie eine Forschergruppe um den Biologen Cameron R. Currie von der University of Toronto entdeckte, gehen die Ameisen sogar mit Antibiotika gegen besonders zerstörerische Schädlinge vor. Es war schon seit längerer Zeit bekannt, dass die Atta an ihrer Körperoberfläche eine weißliche Kruste tragen, die früher als ein Wachs angesehen wurde. Doch als die Wissenschaftler die Kruste mit dem Mikroskop unter die Lupe nahmen, entpuppte sie sich als ein lebendiger bakterieller Belag. Es sind Mikroben aus der Gattung der Streptomyzeten, die der Pharmaindustrie schon lange als Lieferant von Antibiotika dienen. Mit dieser keimtötenden Beschichtung halten die Blattschneideameisen den parasitären Pilz

Escovopsis in Schach.

Entfernt man entweder die Ameisen oder ihr Antibiotikum aus der Pilzkammer, nimmt dieser heimtückische Eindringling in kürzester Zeit überhand. Die Folge ist, dass der gesamte Humus zu einem schwärzlichen, ungenießbaren Brei verkommt. Alle 22 daraufhin studierten Arten der Atta waren mit diesem antibiotischen Überzug bewaffnet. Bei den höherentwickelten Blattschneideameisen befand er sich aber direkt hinter dem Mund, während die niederen Arten in an ihren Vorderbeinen trugen.

Die Übereinstimmung zwischen den niederen und höheren Arten erlaubt den Schluss, dass das Antibiotikum bei den Atta schon seit 50 Millionen Jahren, ohne nachzulassen, seinen Zweck erfüllt. Eine genauere Analyse dieses Phänomens könnte möglicherweise Aufschluss darüber geben, wie der Mensch die Gefahr einer Resistenzbildung abwenden kann.

Die Vielfalt erhalten

Ameisen besitzen auch die Fähigkeit, neue Pilzkulturen zu domestizieren. Das bewies der Biologe Ullrich G. Müller von der Cornell University, der bei unzähligen Pilzproben einen genetischen Fingerabdruck abgenommen hat. Mindestens fünf verschiedene Sorten von Pilzen hatten die analysierten Blattschneideameisen im Verlauf der Zeit unabhängig voneinander in ihren Dienst genommen. Es kann sein, dass die Atta manchmal gezielt nach neuen Kulturen fahnden, um die genetische Vielfalt zu erhöhen. Die könnte notwendig sein, um im Rüstungswettlauf mit Parasiten die Nase vorne zu haben. Manchmal müssen die Ameisen aber auch auf Pilzsuche gehen, weil die bösen Nachbarn ihnen die Starterkulturen rauben.

Müller hat in Laborstudien die Beobachtung gemacht, dass Pilze züchtende Kolonien gelegentlich von Ameisenstaaten der Spezies "Megalomyrmex" überfallen werden. Die vom Körperbau kleineren Räuber, die selbst nicht züchten und sich laut Lehrbuch nur von Insekten und Tau ernähren, fallen blitzartig über die Kolonien her, zerren brutal an den Beinen und Antennen der pazifistischen Züchter und nebeln sie mit einer ätzenden Flüssigkeit ein. Sobald sie die legitimen Eigentümer vertrieben haben, plündern sie deren Speisekammer und verzehren ihre Brut. Wenn die Beute aufgebraucht ist, machen sich auf die Suche nach den nächsten Opfern.

Die fliehenden Farmer versuchen bei ihrem Rückzug, ein paar Proben ihrer Pilzkultur zu erhaschen. Wenn ihnen das gelingt, setzen sie die Proben für den Aufbau einer neuen Pilzkammer ein. Manchmal stibitzt die vertriebene Kolonie aber auch Proben bei ihren Nachbarn, oder sie schließt sich gleich der Nachbarkolonie an. Gelegentlich überfallen die vermeintlich friedlichen Farmer aber auch selbst den Nachbarstaat und reißen gewaltsam die Macht an sich.

Rolf Degen