April 15, 2024

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Jeder möchte eine Ameise sein

Jeder möchte eine Ameise sein

Im Disney-Musical AristokratenThe Scattered Cat, geäußert von Scatman Crothers, liefert eine rigorose Argumentation in Liedform: „Jeder möchte eine Katze seinDas könnte das Argument sein Halten Sie Wasser für WirbeltiereDoch in der Welt der Insekten und Spinnen hat sich die Evolution für ein anderes physikalisches Modell entschieden. Hier möchte jeder eine Ameise sein. Viele Arthropoden, die biologisch gesehen keine Arthropoden sind, ahmen sie in einem häufig auftretenden Phänomen nach, das einen eigenen Namen hat: Antomanie. Tatsächlich hat sich die Ameisenmimikry bei Arthropoden mindestens 70 Mal unabhängig voneinander entwickelt, was dazu führte, dass mehr als 2.000 Arten ihren evolutionären Ursprung aufgaben und winzigen stoischen Wanderern ähnelten.

Ameisen haben viele Vorteile: Ameisen sind oft ungenießbare Beute, die sich aggressiv mit chemischen und mechanischen Waffen verteidigt. Wenn Sie also wie Ameisen aussehen, könnte es Ihnen das Leben retten. Dieser besondere Ansatz ist als Batesianische Mimikry bekannt, bei der schmackhafte und harmlose Arten ihren ungenießbaren Gegenstücken sehr ähneln. „Wenn Sie wie eine Ameise sind, können Sie im Freien herumlaufen, im Gegensatz zu den meisten Spinnen und Insekten, die herumschleichen müssen, damit sie nicht gefressen werden“, sagte Jim McLean, Forscher an der Macquarie University in Australien.

Aber bei so vielen Möchtegern-Ameisen da draußen erreicht nicht jede gefälschte Tarnung das gleiche künstlerische Niveau. Viele Lebewesen, die keine Ameisen sind und Ameisen imitieren, scheinen von ihren Vorbildern kaum zu unterscheiden zu sein. Betrachten Sie das breitköpfige Insekt, das in dieser Gattung noch unreif ist Aldeed, die der Asiatischen Weberameise vom honigfarbenen Körper bis zum olivfarbenen Bauch unheimlich ähnlich sieht. Und das gilt auch für die Spinne Mirmarachne Makliana Schwarz, robust und elegant wie eine australische Weberameise.

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Oben links: Das Insekt, das Ameisen nachahmt Aldeed. Und unten die Asiatische Weberameise.
Oben rechts: Spinne, die Ameisen nachahmt Mirmarachne Makliana. Und unten die australische Weberameise.

Nachahmung wird oft als klares Beispiel für natürliche Auslese angeführt, bei der eine harmlose Nachahmung eine Auslese erfährt, um eine größere Ähnlichkeit mit ihrem unheimlicheren Vorbild aufzuweisen. Nur das stabartige Insekt wird mit Sicherheit schnell entdeckt und gefressen. Doch viele der Nachahmer ähneln sich kaum, haben aber den Test der Evolutionszeit bestanden. Manche Insekten und Spinnen passen nur farblich zu Ameisen-Idolen oder machen eine andere unbedeutende Geste gegenüber Ameisen – das evolutionäre Äquivalent eines Last-Minute-Halloween-Kostüms. Betrachten Sie die Zikaden Eurymella rubrolimbata, das technisch gesehen einen vergoldeten Hintergrund hat, genau wie die daneben lebenden Ameisenarten. Doch auf der goldenen Rückseite enden die Gemeinsamkeiten. „Obwohl es eine schreckliche Nachahmung ist, handelt es sich mit ziemlicher Sicherheit um eine Tradition, denn sie lebt zwischen ihren Vorbildern weiter“, sagte McLean.

Warum schleichen sich bei diesem scheinbaren Erfolg so viele schreckliche Nachahmer ein? Wissenschaftler A Anzahl der Theorien Was versucht, den unvollständigen Identitätswechsel zu erklären. Eine mögliche Antwort ist ein evolutionärer Zwang: die Vorstellung, dass unvollkommenen Nachahmern die genetische Variation fehlt, die es ihnen ermöglichen würde, unbestreitbar zu Ameisen zu mutieren. In einem neuen Artikel, der in der Zeitschrift veröffentlicht wurde BiologiebriefeMcLean und seine Kollegen stellten diese Idee auf die Probe. Sie verglichen die Körperformen von Insekten und Spinnen, die Ameisen nachahmen, um herauszufinden, welche Gruppe bei Ameisen besser erfolgreich war. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass Spinnen, die keine Insekten, sondern Spinnentiere sind und daher eng mit Ameisen verwandt sind, wahrscheinlich stärkeren Einschränkungen unterliegen würden als andere Insekten. Ihre Ergebnisse zeigten jedoch, dass Spinnen genau wie ihre Insektenbrüder Ameisen imitieren können.

David Kikuchi, ein Evolutionsbiologe an der Oregon State University, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagte, er sei von den Ergebnissen überrascht. „Ein Insekt, das seine Körperform (Körperform) ändert, um einer Ameise zu ähneln, ist eine ziemlich verrückte Transformation, daher habe ich erwartet, dass Insekten (einschließlich Ameisen) leichter damit umgehen würden“, schrieb Kikuchi in einer E-Mail. Spinnen hatten keine Angst vor ihrem evolutionären Unterschied. „Die Studie beweist einmal mehr, wie erstaunlich anpassungsfähig Arthropoden in Form und Aussehen sind, wenn sie genügend Zeit und Selektionsdruck haben“, schrieb Enrico Schifani, ein Doktorand an der Universität Parma, der nicht an der Forschung beteiligt war, in einer E-Mail.

Die neue Studie ist Teil eines größeren Projekts, das mehrere nicht perfekte Ameisennachahmer in Australien untersucht. „Es gibt eine große Vielfalt australischer Insekten und Spinnen, die Ameisen imitieren“, schrieb Mary Herberstein, eine der Autoren des Artikels und Verhaltensökologin an der Macquarie University, in einer E-Mail. Die Forscher sammelten Proben von Ameisennachahmern, fotografierten sie und verglichen dann ihre Formen mit einer Technik namens geometrische Morphometrie mit dem Körper einer einzelnen platonischen Ameise.

Die Forscher sagten voraus, dass die Spinnen scheitern würden. Schließlich haben Spinnen nur zwei kräftige Körperteile und acht Beine, während Insekten einschließlich Ameisen drei schlankere Körperteile und sechs Beine haben. Die Analyse ergab jedoch, dass Spinnen und Insekten eine unterschiedliche Genauigkeit aufwiesen, mit hervorragenden und durchschnittlichen Nachahmungen in beiden Gruppen. Die Forscher verglichen die Körperformen der Kreaturen von oben und von der Seite. Aus der Vogelperspektive ähnelten Spinnen im Allgemeinen Ameisen ebenso wie Insekten. Abgesehen davon ähnelten Spinnen im Allgemeinen weniger Ameisen als Insekten, aber die besten Spinnen-Nachahmer waren fast so gut wie die besten Insekten-Nachahmer.

Beide Ergebnisse schlossen die Theorie aus, dass evolutionäre Zwänge diese schlechte Mimikry erklären könnten. Wenn die natürliche Selektion schlechte Nachahmer „aussortieren“ würde, gäbe es bei ihnen keine große Genauigkeitsspanne. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die meisten Einschränkungen überwunden werden können, wenn die Selektion stark genug ist und sich auf die Evolution im Allgemeinen bezieht, nicht nur auf unvollständige Nachahmung“, sagte McLean. Shivani schlug vor, dass Vergleiche zwischen Vogelperspektive und Seitenansicht einige Einblicke in die Raubtiere geben könnten, die hinter all der Mimikry stecken könnten. Schließlich würde ein Raubtier wie ein Vogel von oben nach ameisengroßer Beute suchen, nicht frontal. „Die gleiche Mimikry-Strategie kann manchmal je nach Perspektive des Raubtiers unterschiedlich definiert werden“, sagte er. Mit anderen Worten: Eine Tradition kann alles andere als perfekt sein und trotzdem gut funktionieren. Schließlich ist auch die Note „C-“ eine bestandene Note.

Die Forscher identifizierten auch mehrere sogenannte Ameisenimitatoren, die so schlecht abschnitten, dass sie die Körperform der Ameise möglicherweise überhaupt nicht nachahmen. Zum Beispiel eine Springspinne Abrecia juvialis Es scheint, dass es keine evolutionären Anstrengungen unternommen hat, überhaupt wie eine Ameise auszusehen, obwohl es die Farbe seiner Modellameise nachgeahmt hat. Für einige Raubtiere kann die Farbe jedoch eine ausreichende Abschreckung darstellen. „Es wäre großartig, eine Folgestudie zu sehen, die untersucht, was eine ‚gute‘ Imitation in den Augen des Betrachters ausmacht“, sagte Kikuchi.

Bilder erzählen nie die ganze Geschichte. Forscher haben auch andere Arten der Nachahmung untersucht. „Vielleicht eine der ungewöhnlichsten Arten der Mimikry ist die Fortbewegungsmimikry, bei der Ameisennachahmer wie Ameisen einen gewundenen Pfad entlanggehen, was für Spinnen ungewöhnlich ist“, sagte McLean. Eine Art Springspinne, Sinemucina formicaSpringe nicht, denn Ameisen springen nicht. Wenn Spinnen aufhören, sich zu bewegen, bewegen sie ihre Vorderbeine, als würden sie so tun, als hätten sie die Fühler einer Ameise.

„Hier ist eine seltsame Raupe, die eine grobe Nachahmung zweier Weberameisen zu sein scheint. Sie war nicht Teil der Studie, ich habe sie nur aus Interesse hier aufgenommen.“ | Jim McLean

David Otomoro, ein Verhaltensökologe an der University of Pittsburgh, der… S. ResopalEr wies darauf hin, dass das Verständnis dafür, wie diese Raubtiere die Form, Farbe und Bewegung von Mimikry-Körpern wahrnehmen, der Schlüssel zum Verständnis ist, ob ihre Mimikry erfolgreich ist. „Ich denke, unvollkommene Nachahmung ist besonders interessant, auch weil wir sie aus einer humanistischen Perspektive betrachten, die eine voreingenommene Perspektive ist“, schrieb er in einer E-Mail. „Der Simulationszustand mag für das menschliche Auge ‚unvollkommen‘ erscheinen, aber sind wir die beabsichtigten Empfänger dieses Simulationssignals?“ fragte Otomuro.

Wir dürfen uns nicht vom weichen, goldenen Hinterteil der Zikaden täuschen lassen EurymilaWas für unser menschliches Auge nicht im Entferntesten einer Ameise ähnelt. Aber ich nehme an, wir haben kein Interesse am Verschlingen Eurymila Regelmäßig. Der goldene Hintern und die schnellen, ameisenähnlichen Bewegungen des Insekts könnten mehr als ausreichen, um jeden über ihm lauernden Tarnkiefer zu täuschen. „Dieser Zustand der Mimikry kann gut oder sogar perfekt für die Augen eines Raubtiers oder einer anderen Art sein, deren Farbe, Auflösung und Bewegungswahrnehmung sich von unseren unterscheiden“, sagte Otomuro. „Imitation entwickelt sich so, dass sie diesen Eigenschaften entspricht, nicht unseren.“