Kooperation und Betrug bei subsozialen Spinnen: negative frequenzabhängige Selektion und Geschlechterallokation

• Antragstellerinnen: Professorin Marie Herberstein, Ph.D.; Professorin Dr. Jutta M. Schneider
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558031607

Die Evolution von kooperativem Verhalten ist rätselhaft, insbesondere wenn es mit Kosten für die Altruisten verbunden ist, die nicht ausgeglichen werden. Um zu erklären, warum Kooperation dennoch weit verbreitet ist, wurden viele theoretische Modelle entwickelt. Ein zentraler Mechanismus besteht darin, dass Betrüger oder Schmarotzer durch negative frequenzabhängige Selektion (NFDS) auf einen Anteil begrenzt werden, bei dem die Kosten für die Kooperierenden noch niedrig sind. Trotz der überzeugenden Logik dieses Konzepts haben nur wenige Studien NFDS experimentell nachgewiesen. Hier bauen wir auf früheren Arbeiten mit der subsozialen Krabbenspinne Australomisidia ergandros auf, bei denen wir herausgefunden haben, dass einige Individuen in einer Familiengruppe jagten und Beute teilten (Produzenten), von der andere profitierten (Schmarotzer). Interessanterweise waren Schmarotzer am häufigsten Weibchen, während Männchen produzierten, was auf geschlechtsspezifische Verhaltensweisen hindeutet. Das System bietet eine ideale Möglichkeit, das Verhältnis zwischen Produzenten und Schmarotzern experimentell zu manipulieren und die Fitnesskonsequenzen dieser Variation unter ansonsten standardisierten Bedingungen direkt zu messen. Unser erstes Ziel ist es, die aus der NFDS und der Theorie der Geschlechterverteilung abgeleiteten Hypothesen experimentell zu überprüfen, nämlich dass die Fitness der Familie mit zunehmender Anzahl von Produzenten (oder Männchen) steigt. Unser zweites Ziel ist es, theoretische Modelle zu entwickeln, die unsere Ergebnisse erklären. Als drittes Ziel werden wir den Zustand der Mütter manipulieren, um zu testen, ob Mütter das Geschlechts- und Produzentenverhältnis in ihren Bruten beeinflussen können, um das Wachstum und Überleben ihrer Nachkommen zu maximieren. Schließlich werden wir unsere Erkenntnisse unter natürlichen Bedingungen überprüfen, indem wir das Geschlechterverhältnis und das Produzenten:Schmarotzer Verhältnis manipulieren und individuelle sowie Gruppen-Fitness messen. Um unsere Ziele zu erreichen, werden wir eine große Anzahl von Blattnestern mit Weibchen und Nachkommen in Australien sammeln, sie nach Hamburg transportieren und alle Individuen mit Hilfe eines etablierten Tests auf ihren Verhaltenstyp (Produzent oder Schmarotzer) testen. Dann werden wir Gruppen von markierten Geschwistern mit unterschiedlichem Produzent:Schmarotzer-Verhältnis zusammenstellen und ihre Interaktionen mit Hilfe automatischer Tracking-Methoden sorgfältig überwachen und letztlich Fitness messen. Anhand von Gewebeproben werden wir das Geschlecht aller Jungtiere mit Hilfe von molekularen Markern bestimmen. Wir erwarten von unserem Projekt neue Erkenntnisse über die Mechanismen zur Stabilisierung von Kooperation und den Zusammenhang mit dem Geschlechterverhältnis bei brutpflegenden Arten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen