Ameisen in der Gehirnforschung

Welche Bedeutung hat die absolute oder relative Größe des Gehirns oder bestimmter Gehirnzentren für das Verhalten? Forscher am Biozentrum der Universität Würzburg gingen dieser Fragestellung bei Blattschneiderameisen nach und kamen zu überraschenden Ergebnissen.

Synapsenproteine im Gehirn einer Blattschneiderameise.
Synapsenproteine im Gehirn einer Blattschneiderameise. © Groh et al. (2014) Proc Roy Soc B

Professor Wolfgang Rössler und seine Kollegen berichten in dem Wissenschaftsmagazin „Proceedings of the Royal Society B“, dass die bisher übliche Betrachtung der Volumen für den Vergleich der Leistungsfunktionen von Gehirnen nur sehr begrenzt Auskunft geben kann. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass reine Volumenmessungen – absolut wie relativ – für den Vergleich der Leistungsfähigkeit von Gehirnen nur eine sehr begrenzte Aussagekraft besitzen. Das trifft sowohl für den Vergleich innerhalb einer Art, zwischen zwei Arten, oder selbst zwischen verschiedenen Gehirnteilen zu“, sagt der Leiter des Lehrstuhls für Verhaltensphysiologie und Soziobiologie an der Universität Würzburg.

Der Grund dafür ist relativ simpel: „Die Synapsendichten können jeweils gleich oder eben sehr unterschiedlich sein“, erklärt Rössler. Wie die meisten sozialen Insekten, besitzen Blattschneiderameisen die Fähigkeit zur Arbeitsteilung. Verschiedene Individuen einer Kolonie gehen unterschiedlichen Tätigkeiten nach. Bei Nestern mit mehreren Millionen Individuen ist dies für eine effiziente Logistik und damit den Fortbestand der eigenen Art unerlässlich. Bei den Blattschneiderameisen ist besonders interessant, dass die Mitglieder der einzelnen „Teams“ je nach Aufgabenbereich extreme Unterschiede in der Körpergröße aufweisen.

Winzige „Mini-Arbeiterinnen“ züchten als Pilzgärtnerinnen im unterirdischen Nest einen Pilz, der dem Nachwuchs als Nahrung dient. Andere Arbeiterinnen haben ein bis zu 200-fach größeres Körpergewicht. „Wie schaffen es Mini-Arbeiterinnen in ihren wesentlich kleineren Köpfen Gehirne unterzubringen, die ähnlich komplexe Leistungen schaffen?“, formuliert Claudia Groh vom Lehrstuhl für Verhaltensphysiologie und Soziobiologie an der Uni Würzburg.   Die Analysen zeigten, dass die Synapsendichte innerhalb der Art erstaunlich konstant und damit unabhängig von der Körpergröße ist. „Daraus folgt, dass Mini-Arbeiterinnen trotz ihrer in Relation zum Gesamtgehirn größeren Pilzkörper nur ein Drittel der Synapsenzahlen im Vergleich zu großen Arbeiterinnen besitzen“, sagt Wolfgang Rössler, und ergänzt: „Unsere Arbeit setzt ein deutliches Signal über die Ameisenwelt hinaus. Die Ergebnisse zeigen, dass reine Volumenmessungen- und Vergleiche für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Gehirnen nur sehr begrenzt Auskunft geben können.“

Quelle und weitere Details: http://idw-online.de/de/news584917   gbr