Chemical communication and within-colony discrimination in insect societies. Evolution, role and detection of socially active chemical compounds

• Applicant: Professorin Dr. Patrizia D`Ettorre
• Subject Area: Animal Physiology and Biochemistry
• Term: from 2004 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5423964

Soziale Insekten gehören zu den wichtigsten Modellsysteme für Untersuchungen zur chemischen Kommunikation. Beispielsweise erfolgt die Erkennung von Nestgenossinnen auf chemischem Weg. Welche Substanzen genau daran beteiligt sind und wie sie erkannt werden, ist bislang aber nur sehr unvollständig verstanden. Bisherige Untersuchungen sind meist korrelativ und für die Annahme, dass die Variabilität kutikularer Kohlenwasserstoffe tatsächlich der Variabilität im Koloniegeruch entspricht und es Individuen erlaubt, zwischen Nestgenossinnen und fremden Tieren zu unterscheiden, gibt es derzeit kaum direkte Beweise. In gleicher Weise sind die chemische Basis und die Mechanismen der Diskriminierung zwischen Individuen der gleichen Kolonie weitgehend unklar. Qualitative und quantitative Unterschiede im Muster kutikularer Kohlenwasserstoffe scheinen eine wichtige Rolle bei der Erkennung von Kaste, Alter, Fertilität und Dominanzrang zu spielen, aber auch hierbei ist die Evidenz bislang nur indirekt. - Ziel des beantragten Projekts ist es zu bestimmen, 1) welche Substanzen tatsächlich für die Erkennung von Kaste und Rang bei einer Ameisenart verantwortlich sind, 2) wie diese Substanzen wahrgenommen und erkannt werden, 3) wie die Information weitergeleitet und verarbeitet wird und 4) inwieweit die aktiven Substanzen als "ehrliche Signale" direkt mit der Fertilität verbunden sind. - Für solche Untersuchungen sind Ameisenarten besonders geeignet, die kleine Koloniegröße mit großer Individuengröße kombinieren - beispielsweise Arten der Gattung Pachycondyla. Durch chemische, elektrophysiologische und neurobiologische Untersuchungen sollen hier aktive chemische Substanzen identifiziert und die Mechanismen der Signalwahrnehmung und -verarbeitung in der Peripherie untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants