Wissenschaftler der Boku entdecken unerwarteten Artenreichtum der heimischen Ameisen.
Da gibt es eine alpine Ameisenart in Österreich – und keiner wusste etwas davon. Diese Wissenslücke konnte kürzlich vom Forscherpaar Birgit Schlick-Steiner und Florian Steiner (Universität für Bodenkultur) geschlossen werden. Sie erkannten, dass die am häufigsten vorkommenden Rasenameisen (Gattung Tetramorium) nicht wie bisher in nur zwei Arten einzuteilen sind, sondern in ganze sieben. Mit einem Schlag waren fünf neue Tetramorium-Arten entdeckt. „Kryptische Biodiversität“ nennen die Wissenschaftler es, wenn die Vielfalt zwar vorhanden ist, diese aber bisher nicht erkannt wurde. Vor unserer Haustüre schlummert also eine Artenvielfalt, die – wenn man sie nur entschlüsselt – vielleicht an jene der unberührten Tropen heranreicht.
Warum hat das vorher niemand bemerkt? „Spezialisten des Gebiets ist immer wieder aufgefallen, dass einige Ameisenexemplare nicht in das bisherige Bestimmungsmuster gepasst haben. Aber die klassischen Systematiker konnten sie anhand der morphologischen Merkmale nicht einordnen. Die Molekularbiologen hingegen erstellen zwar Stammbäume auf Basis von DNA-Analysen, achten jedoch selten auf das äußere Erscheinungsbild der Tiere“, berichtet Schlick-Steiner. Und so widmen sie und ihr Mann sich der Aufgabe, alle verfügbaren Methoden unter einen Hut zu bringen: Integrative Biodiversitätsforschung heißt das Schlagwort, unter dem man den kombinierten Einsatz von Morphologie, Genetik, Chemie, Ökologie und sogar Soziobiologie versteht.
Mehrere Königinnen
„Wir haben bei Exkursionen in den Alpen festgestellt, dass ab einer gewissen Seehöhe nicht nur eine sondern mehrere Königinnen in einem Nest leben. Das war völlig neu und ein erster Hinweis darauf, dass sich hier eine unbekannte Art verbirgt“, berichtet Schlick-Steiner über die Soziobiologie der Rasenameisen.
Erster Schritt der Artenaufschlüsselung war, die fraglichen Ameisenarten einer Analyse der Kohlenwasserstoffe ihrer Oberfläche (Kutikula) zu unterziehen. Es zeigte sich, dass die angeblich zwei Arten in sechs Gruppen mit verschiedenen Mustern der kutikulären Kohlenwasserstoffe einzuteilen waren. Aber die Oberfläche – welche chemischen Stoffe darauf haften – ist stark von der Umwelt beeinflusst, wie man auch erkennt, wenn man nach einem Besuch in einem verrauchten Lokal selbst an seiner Oberfläche – an Haut und Kleidung – riecht.
Daher musste das Ergebnis mit anderen Methoden geprüft werden. Im Molekular-Labor konnte die mitochondriale DNA der Ameisen sequenziert werden. Das Resultat überzeugte: Drei Viertel der Proben stimmten mit der Gruppeneinteilung der chemischen Untersuchung überein, eine weitere Gruppe kam hinzu. Den großen Erfolg konnten die Wissenschaftler verbuchen, als sie auch anhand der morphologischen Merkmale der Ameisen zeigen konnten, dass es sich hier um viel mehr Arten handelte, als während des zwanzigsten Jahrhunderts behauptet wurde. „In keiner Gegend der Welt ist die Ameisenfauna besser untersucht als in Mitteleuropa. Seit 250 Jahren wird daran geforscht. Natürlich kam da unsere Entdeckung von fünf neuen Arten sehr überraschend“, unterstreicht Schlick-Steiner den Wert der Arbeit, die nur durch die Kombination von modernsten Methoden und klassischer Systematik funktionierte.
Cyber-Tool zur Ameisenbestimmung
Nebenbei brachte die Arbeitsgruppe auch die Artbestimmung auf den Stand des 21. Jahrhunderts. Sie entwickelten ein frei zugängliches Internet-Werkzeug, mit dem weltweit Forschergruppen und Hobby-Biologen ihre gefundenen Rasenameisen bestimmen können. Dadurch sind genauere Angaben zum Vorkommen und zur Verbreitung der verschiedenen Arten zu erhoffen.
Ein Beispiel, bei dem Vorkommen und Verbreitung einer Art nicht von Hobby-Biologen, sondern von Boku-Wissenschaftlern beobachtet werden, ist die eingangs erwähnte alpine Ameisenart. „Hätten wir nicht die Artabgrenzung neu definiert, wäre niemandem aufgefallen, dass diese Art ausschließlich über 1300 Meter vorkommt. Sie kann nun für das Biomonitoring eingesetzt werden. Wie wird die Art auf den Klimawandel reagieren? Wandern die Tiere mit zunehmenden Temperaturen weiter in die Gipfelregionen? Werden dadurch Populationen zerschnitten, was durch Verringerung der genetischen Variation zu Inzucht-Depression führen würde? Solche Fragen gehen wir mit Mikrosatelliten, also DNA-Markern wie sie in Vaterschaftstests verwendet werden, an“, zählt Schlick-Steiner auf.
Als weitere Anwendung in der Praxis hilft der neue Stammbaum der Tetramorium-Ameisen auch, um die Invasionsgeschichte einer der gefundenen Arten aufzudecken. Diese Art wurde nämlich nach Nordamerika verschleppt, wo sie sich großräumig ausbreitet. Der klassische Weg einer biologischen Invasion. Mit dem Datensatz der jahrelangen Forschungen kann man nun herausfinden, von welchem Ort die Invasion ausging. So wollen die Wissenschaftler Invasionsmuster erkennen, um in Zukunft Invasionen vorzubeugen.
Für sich selber aber begrüßt das Forscherpaar den interkontinentalen Austausch sehr: Ein Jahr haben sie nun in Townsville gelebt, 1200 Kilometer von Brisbane in Australien. An der größten Universität im tropischen Gebiet laufen ihre Forschungen im Auftrag des Wissenschaftsfonds FWF an den Ameisen weiter – sowohl am mitteleuropäischen kryptischen Artenreichtum als auch an neuen, globalen Fragestellungen.
LEXIKON
Die Familie Formicidae gehört wie die Bienen und Wespen zu den Hautflüglern. In Österreich sind 127 Ameisenarten aus 29 Gattungen bekannt.
Ameisen verbreiten Pflanzensamen, bekämpfen Forstschädlinge, behandeln Blattläuse wie Nutztiere (da sie von ihnen den süßen Honigtau „melken“), bauen ihre Nester wie Solarkraftwerke, belüften den Boden oft besser als Regenwürmer und haben insgesamt mehr Biomasse als alle Säugetiere zusammen.
("Die Presse", Print-Ausgabe, 06.02.2008)