Das Template als Faktor für die Variation von Erkennungsprozessen bei Ameisen

• Antragsteller: Volker Nehring, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428886296

Unser Verhalten gegenüber anderen Menschen hängt davon ab, ob wir unser Gegenüber erkennen, zum Beispiel anhand des Gesichtes. Wenn wir schon Erfahrung mit der anderen Person haben, haben wir ein “Template” ihres Gesichtes im Gedächtnis gespeichert. Jedes wahrgenommene Gesicht wird mit den abgespeicherten Templates abgeglichen. Weder bei Menschen noch bei Tieren ist das Template und sein Entstehen gut verstanden. Das gilt auch für soziale Insekten, bei denen die Arbeiter Feinde und Freunde anhand von kutikulären Kohlenwasserstoffen auseinander halten können. Allerdings sind nicht alle Arbeiter Feinden gegenüber gleich aggressiv. Wir haben in früheren Arbeiten gezeigt, dass ein Teil der Aggressionsvariation von Unterschieden im Templateabgleich verursacht wird, was wir nun bei Blattschneiderameisen näher untersuchen wollen.Laut dem traditionelle Modell ist das „Nestmate Recognition Template“ ein “Prototyp” des durchschnittlichen Kolonieduftes, den alle Nestmates sehr ähnlich abspeichern. Als Alternative wurde vorgeschlagen, dass das Template zusätzlich eine selbstreferenzielle Komponente hat und auch den Duft der einzelnen Ameisen berücksichtigt („Newey-Template“). Da Düfte individuell variieren, müssten dann auch die Templates zwischen Nestmates variieren, was wiederum die Verhaltensvariation erklären würde. Für die Entstehung des Templates gibt es zwei Hypothesen: Das Arbeiter an ihren Kolonieduft habituieren, sich also daran gewöhnen und nicht mehr auf ihn reagieren; oder, dass sie koloniespezifische Düfte assoziativ lernen, also mit positiven oder negativen Erfahrungen verbinden. Im zweiten Fall wäre es möglich, dass Arbeiter auch den Duft fremder Kolonien mit negativen Erfahrungen (z.B. Kämpfen) assoziieren. Wenn nur manche Arbeiter mit einer bestimmten Fremdkolonie Erfahrung haben, würden dann nur diese Arbeiter Eindringlinge aus der Fremdkolonie gut erkennen und auf sie besonders aggressiv reagieren.Um die verschiedenen Hypothesen zur Templateentstehung zu testen, werden wir die Düfte von Kolonien in Relation zu den Individualdüften der Arbeiter experimentell ändern. Wir werden außerdem die individuelle Erfahrung von Arbeitern im Kontakt mit Nestmates und Non-Nestmates manipulieren und pharmakologische Interventionen nutzen, um assoziatives Lernen auszuschalten. Schließlich werden wir auch die Genexpression von manipulierten Arbeitern messen, um der molekularen Steuerung von Erkennungsprozessen und Templateentstehung auf den Grund zu gehen. Die Daten werden wir vor dem Hintergrund der Genexpression natürlich vorkommender Arbeitermorphen untersuchen, die sich in der Aggression unterscheiden. Unser Projekt wird Fragen zur Rolle des Templates bei der Nestmate-Erkennung beantworten, die zur Zeit kontrovers diskutiert werden. Die Ergebnisse sind zudem bedeutend für das Verständnis von Verhaltensvariation und Erkennungsprozessen im Allgemeinen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen