Ameisenpflanzen

Carton gallery (© V. Mayer)

Carton gallery (© V. Mayer)

Piper opened domatium (© V. Mayer)

Piper geöffnetes Domatium (© V. Mayer)

Ameisen gehören neben den Menschen zu den vorherrschendsten Landorganismen obwohl eine Ameisenarbeiterin nicht einmal ein Millionstel so groß ist wie ein Mensch. Schätzungen zufolge beträgt die Gesamtanzahl der Ameisen ungefähr zehntausend Billionen Tiere. Kein Wunder, dass Beziehungen zwischen Ameisen und Pflanzen an der Tagesordnung liegen.

In den Tropen leben Ameisen und Pflanzen häufig in Wohngemeinschaften, wobei die Pflanzen Wohnraum und/oder Nahrung bereitstellen während die Ameisen eine Schutzfunktion übernehmen (Myrmekophytie). Diese Beziehungen können sowohl fakultativ und unspezifisch als auch obligat und mit spezifischen Partnern sein. Bei den fakultativen Assoziationen werden Ameisen mit kleinen Nektarmengen angelockt, die außerhalb der Blüte in sogenannten extrafloralen Nektarien (EFNs) sezerniert werden. Bei den spezialisierten Ameisen-Pflanzen Assoziationen dienen nicht-pathogene Hohlräume in Stängeln, Blattstielen, Rhizomen oder Blatttaschen als Nistraum für die Kolonie. Häufig werden von der Wohnpflanze protein- oder fettreiche Futterkörperchen produziert, berühmte Beispiele sind die Beltschen Körperchen der Ameisenakazien oder die Müllerschen Körperchen der Cecropien. In den meisten Fällen sind bei dem Zusammenleben von Ameisen und Pflanzen noch andere Partner beteiligt, zum Beispiel Woll- oder Schildläuse, oder Pilze.

Solche obligaten und komplexen Ameisen-Pflanzen Assoziation sind wesentlich seltener als generalisierte, jedoch von mindestens 20 Familien (O'Dowd, 1982) und ca. 100 Gattungen (Davidson & McKey, 1993) von tropischen Blütenpflanzen bekannt. Bei den Ameisenpartnern haben sich in 12 Unterfamilien der Formicidae spezialisierte Pflanzenameisen entwickelt. Wie Bronstein et al (2006) feststellten, scheinen bei den generalisierten Ameisen-Pflanzenbeziehungen die strukturellen Anpassungsprozesse vor allem auf der Pflanzenseite entstanden zu sein, während bei den komplexeren obligaten die evolutionären Prozesse bidirektional sind. Die Mechanismen zur Erkennung der Pflanzenpartner, oder Duftsignale zur schnellen Rekrutierung der verteidigenden Ameisen haben sich mehrere Male konvergent in verschiedenen Assoziationen entwickelt (z.B. Acacia-Pseudomyrmex, Cecropia-Azteca, Hirtella-Allomerus, Macaranga-Crematogaster, Piper-Pheidole). Ebenso die Einbindung weiterer Partner. Die Erforschung der strukturellen und physiologischen Vorraussetzungen für Ameisen-Pflanzen-Assoziationen sind interessante Beispiele für die Entwicklung und Aufrechterhaltung von Mutualismen.

In unserer Abteilung werden zwei Schwerpunkte bei Ameisen-Pflanzen Interaktionen untersucht: (1) die myrmekophytischen Piper Arten und (2) die Diversität und Funktion von Pilzen in solchen Interaktionen.