Individual and collective decision making and risk evaluation in slavemaking ants
Final Report Abstract
Kollektive Entscheidungsfindungsprozesse sind wichtig für soziale Insekten, die in hoch organisierten Gemeinschaften leben. Allerdings erhalten oft nur wenige Tiere Informationen, die für die ganze Kolonie wichtig sind. Bei der sklavenhaltenden Ameise Protomognathus americanus gehen einzelne Arbeiterinnen auf die Suche nach Wirtskolonien der Gattung Temnothorax und rekrutieren dann Nestgenossen für kollektive Sklavenraubzüge. Sklavenhalter, welche Wirtnester suchen oder sich an Raubzügen beteiligen, riskieren von verteidigenden Wirtsarbeiterinnen getötet zu werden. Sie müssen also die Risiken und den möglichen Nutzen eines Raubzuges abwägen, um zu einer Entscheidung zu kommen, ob sich ein Angriff lohnt. Das Ziel eines Raubzuges ist das Stehlen von Wirtspuppen, so dass Wirtskolonien mit mehr Brut attraktiver sein sollten. Wir analysierten in Wahlversuchen im Labor unter welchen Umständen Sklavenraubzüge stattfinden und welche demographischen Parameter Sklavenhalter zur Auswahl von Wirtsnestern heranziehen. Sklavenhalterkolonien zeigten gesteigertes Raubzugverhalten, wenn das Verhältnis Sklave : Sklavenhalter in ihrem Nest niedrig war. Sie bevorzugten Wirtskolonien mit mehr Puppen nicht, aber attackierten häufiger Nester mit mehr Wirtsarbeiterinnen, welche die risikoreicheren Opfer darstellten. Im Feld enthalten Wirtskolonien mit vielen Arbeiterinnen auch mehr Brut, so dass Raubzüge auf diese großen Nester die absolute Anzahl an nötigen Raubzügen in einer Saison verringern. Wenn Sklavenhalternester jedoch mit zwei Wirtskolonien mit unterschiedlichem Kosten : Risiko Verhältnis konfrontiert wurden, änderte sich ihre Entscheidung. Unsere Versuche zeigen, dass das Raubzugsverhalten und die Entscheidungsfindung von P. americanus externe und interne Faktoren beeinflussten. Soziale Insektenstaaten zeigen Arbeitsteilung, bei der sich verschiedene Arbeiterinnen auf bestimmte Tätigkeiten spezialisieren und welche die Produktivität der Kolonie steigert. Sklavenhaltende Arbeiterinnen führen meist nur eine einzige Tätigkeit aus: sie suchen und rauben Wirtskolonien aus, um ihre Sklavenarbeiterinnenschaft zu vergrößern. Allerdings beteiligen sich bei der sklavenhaltenden Ameise P. americanus, einige Arbeiterinnen nicht an Raubzügen, sondern bleiben im Nest. Wir analysierten Raubzugsbeteiligung, die Fertilität und die kutikulären Kohlenwasserstoffprofile von Sklavenhalterarbeiterinnen und Sklavenarbeiterinnen, um diese Verhaltensunterschiede und die Regulation der Arbeitsteilung in Sklavenhalternestern besser zu verstehen. Einige Arbeiterinnen wurden beobachtet wie sie regelmäßig an Raubzügen teilnahmen, während andere über lange Zeit niemals das Nest verließen. Die externen Arbeiterinnen waren immer unfruchtbar, wogegen die Hälfte der Innenarbeiterinnen entwickelte Ovarien aufwiesen. Die Kohlenwasserstoffprofile unterschieden sich deutlich zwischen diesen beiden Gruppen. Wir detektierten auch chemische Unterschiede zwischen Innen- und Außensklaven, welche sich nicht in ihrer Ovarentwicklung unterschieden. Dies zeigt einen Einfluss des Tätigkeitsfeldes auf das chemische Profil. Tätigkeitsfeld- und Fruchtbarkeitsabhängige Profile ermöglichen es Sklavenhaltern bestimmte Nestgenossen zu Raubzügen zu rekrutieren, was die Geschwindigkeit eines Angriffes erhöhen könnte. Da Sklavenraubzüge auch für Sklavenhalter gefährlich sind, sollten sie nur initiiert werden, wenn ein Bedarf an neuen Sklaven besteht. Wir konnten in einem weiteren Experiment zeigten, daß die Sklavenhalterarbeiterinnen den Bedarf an neuen Sklaven über ihre Nahrungsversorgung abschätzen. Kolonien mit schlechterem Futterangebot zeigten eine erhöhte Raubzugsaktivität. Die Arbeitsteilung scheint - auch im Hinblick darauf, welche Sklavenhalter sich auf der Suche nach neuen Wirtsnestern beteiligen - deshalb flexibel auf die Bedürfnisse der Kolonie reagieren zu können. Report in Süddeutsche Zeitung vom 10.11.2010, Seite 16 SZ online: http://www.sueddeutsche.de/wissen/verhaltensbiologie-immer-auf-die-starken-1.1021766 BBC online: http://news.bbc.co.uk/earth/hi/earth_news/newsid_9160000/9160744.stm Encyclopaedia Britannica Blog: http://www.britannica.com/blogs/2010/11/science-up-front-sebastian-pohl-and-susanne-foitzik-on-the-raiding-behavior-of-the-slavemaking-ant-protomognathus/ Bayerischer Rundfunk online: http://www.br-online.de/wissen/umwelt/ameise-verhalten-natur-ID1289483493213.xml Radio interview, "Adelaide Breakfast", 891 ABC Adelaide, 10.11.2010
Publications
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2011 Slave-making ants prefer larger, better defended host colonies. Animal Behaviour, 81: 61-68
Pohl, S., Foitzik, S.
