#Ameisen schlucken ihre Säure als „Medizin“

Wer Ameisen ärgert, bekommt bekanntlich brennende Säure von ihrem Hinterteil verpasst. Doch offenbar dient das Sekret den Insekten nicht nur als eine Waffe gegen große Störenfriede, sondern auch gegen Bakterien in ihrer Nahrung: Sie schlucken ihre eigene Säure und desinfizieren sich dadurch ihren Magen, geht aus einer Studie hervor. So können sie die Ausbreitung von Krankheitserregern in ihren Kolonien unterdrücken. Außerdem beeinflusst die saure „Medizin“ die Darmflora der Ameisen, berichten die Wissenschaftler.

Neben Beißwerkzeugen und Stacheln sind viele Ameisenarten auch chemisch bewaffnet: Sie produzieren in einer speziellen Drüse am Hinterleib die sogenannte Ameisensäure, die bei Bedarf abgegeben oder sogar weit verspritzt werden kann. Im Volksmund wird es als „Anpinkeln“ bezeichnet, wenn die Insekten uns mit dieser brennenden Substanz traktieren.
„Lange ging man davon aus, dass diese Säure nur der Abwehr gegen Feinde dient, also zum Beispiel auch gegen Insekten und Vögel“, sagt Simon Tragust von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. In frühen Untersuchungen konnten er und seine Kollegen allerdings bereits zeigen, dass Ameisen die Säure auch zu anderen Zwecken einsetzen: Sie nutzen sie auch zur Desinfizierung bei der Brutpflege. Die Insekten unterdrücken dadurch die Ausbreitung von schädlichen Pilzen in ihren Nestern.

Wie die Forscher berichten, bildete die Grundlage der aktuellen Studie eine Beobachtung eines auffälligen Verhaltens ihrer Versuchsameisen: „Immer, wenn sie Futter oder Wasser zu sich genommen haben, fingen die Insekten danach vermehrt an, sich an ihrem Hinterteil zu putzen“, sagt Tragust. So kam der Verdacht auf, dass sie bei diesem Verhalten Flüssigkeit aus ihrer Säuredrüse aufnehmen und schlucken. Um dieser Vermutung nachzugehen, führten die Forscher Experimente mit Ameisen der Art Camponotus floridanus durch.

Ameisen machen ihre Mägen sauer

Die Wissenschaftler fütterten einige Versuchstieren dazu mit Zuckerlösungen, deren Säuregehalt (pH-Wert) genau bekannt war. Bei einem Teil der Tiere hatten sie den Zugang zu ihrer Säuredrüse blockiert, sodass eine eventuelle Aufnahme des Sekrets nicht möglich war. Anschließend erfassten die Forscher dann die pH-Werte des Mageninhalts aller Versuchstiere. So zeigte sich: Bei den Kontrolltieren lag der Säuregehalt im Mageninhalt deutlich höher als bei den Exemplaren, die keinen Zugang zu ihrer Drüse besaßen. Die Forscher folgern daraus, dass die Ameisen tatsächlich nach ihrer Mahlzeit den Mageninhalt durch die Aufnahme einer Portion Sekret von ihrem Hinterleib angesäuert hatten.

Doch welchen Zweck erfüllt dieses Verhalten? „Mit der Zersetzung von Futterelementen schien es eher nichts zu tun zu haben, denn die Ameisen nehmen den Beobachtungen zufolge die Säure auch auf, nachdem sie nur Wasser getrunken haben“, sagt Tragust. So lag die Vermutung nahe, dass die Säure eine desinfizierende Wirkung besitzen könnte. Diese Funktion von Säure im Magen ist auch von anderen Lebewesen bekannt. Bei diesen wird sie allerdings im Magen selbst produziert. Um einem möglichen antimikrobiellen Effekt der Säureaufnahme auf die Spur zu kommen, führten die Forscher zunächst Laborversuche durch: Sie stellten Nährlösungen mit Säuregehalten her, die den Mageninhalten der Ameisen nach Aufnahme ihrer Drüsensekrete entsprechen. Diese versetzten sie dann mit einem Bakterium, das bei Ameisen Erkrankungen auslöst. Dabei zeigte sich: Der typische Säuregehalt im Magen der Ameisen tötet die Erreger ab.

Krankheitsschutz und Gestaltung der Darmflora

Anschließend bestätigten die Forscher dieses Ergebnis durch Infektionsversuche mit Ameisen, bei denen einige durch eine Blockade keinen Zugang zu ihren Drüsen besaßen. „Konnten die Insekten Säure aufnehmen, stiegen ihre Überlebenschancen deutlich, wenn sie Futter zu sich nahmen, das mit krankheitserregenden Bakterien angereichert war“, resümiert Tragust das Ergebnis der Versuche. Aus den Experimenten geht somit hervor, dass Ameisen sich durch die Aufnahme des Sekrets gewissermaßen von innen desinfizieren.

Dieser vorteilhafte Effekt bleibt sogar nicht nur auf die Einzeltiere beschränkt, wie weitere Experimente bestätigten. Wie die Forscher erklären, ist es in Ameisenvölkern sehr wichtig, dass Erreger nicht weitergegeben werden, denn die Tiere übertragen Futter an ihre Nestgenossen von Mund zu Mund. „Das ist eine große potenzielle Ansteckungsquelle“, sagt Tragust. „Wenn die Ameise, die Futter weitergibt, zuvor Säure zu sich genommen hat, so hat die Zweite ein geringeres Risiko zu erkranken, zeigten die Experimente. „Auf diese Weise verringert das Verhalten auf der Ebene der Ameisenkolonie die Ausbreitung von Infektionen“, sagt Tragust.

Als weiteren Aspekt der Aufnahme der eigenen Säure heben die Forscher abschließend die Bedeutung für die Darmflora der Ameisen hervor. Es war bereits bekannt, dass für die gesunde Bakteriengesellschaft im Darm der Insekten säureliebende Arten aus der Gruppe der Acetobacteraceae typisch sind. Durch Versuche konnten die Forscher bestätigen, dass diese Mikroben im Gegensatz zu den Krankheitserregern gut mit den typischen Säuregehalten zurechtkommen, die durch die Aufnahme des Drüsensekrets verursacht werden. „Die Säureaufnahme stellt demnach wohl auch einen Filtermechanismus dar, der das Mikrobiom von Ameisen strukturiert“, erklärt Tragust.

Quelle: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Fachartikel: eLife, doi: 10.7554/eLife.60287

3. November 2020

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