„Unsere Studie zeigt, dass bei Ameisen die Bereitschaft zu helfen mit messbaren Unterschieden in der Genaktivität zusammenhängt“, sagt Prof. Dr. Susanne Foitzik vom Institut für Organismische und Molekulare Evolution der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). „Das ist spannend, weil Rettungsverhalten lange vor allem mit Säugetieren in Verbindung gebracht wurde, während sich ein solches Verhalten bei Ameisen unabhängig entwickelt hat.“
Um zu untersuchen, was helfende von nicht-helfenden Arbeiterinnen unterscheidet, hatten die Forschenden im Labor eine Notsituation nachgestellt. Dazu wurde eine Arbeiterin am Boden einer mit Sand ausgelegten Versuchskammer festgebunden. Anschließend wurden einzelne Ameisen aus derselben Kolonie in die Kammer gelassen. Die Forschenden zeichneten das Verhalten der Tiere über 15 Minuten auf. Als Retterinnen stuften sie Ameisen ein, die sich der festgehaltenen Nestgenossin näherten und an ihr zogen oder um sie herum gruben. So verhalten sich Arbeiterinnen dieser Art auch, wenn sie versuchen, verschüttete Nestgenossinen zu befreien. Als nicht-helfende Ameisen klassifizierte das Team Tiere, die sich der festgehaltenen Nestgenossin zwar näherten, jedoch keine Befreiungsversuche zeigten.
Gene im Gehirn von helfenden Ameisen aktiver
Im nächsten Schritt analysierten die Forschenden im Labor, ob sich diese Verhaltensunterschiede auch biologisch widerspiegeln. Dazu untersuchten sie Antennen und verschiedene Bereiche des Gehirns, darunter Sehlappen und zentrale Gehirnbereiche, der zuvor beobachteten Ameisen. Ein Fokus lag auf den sogenannten Pilzkörpern, zentralen Verarbeitungszentren im Insektengehirn, die Sinneseindrücke integrieren und an Lernen und Verhaltenssteuerung beteiligt sind. Aus diesen Geweben isolierte das Team RNA, also Moleküle, die Auskunft darüber geben, welche Gene in den jeweiligen Zellen aktiv sind. Mithilfe von RNA-Sequenzierung verglich das Team anschließend die Genaktivität von rettenden und nicht-rettenden Arbeiterinnen.
Dabei zeigten sich vor allem in den Pilzkörpern deutliche Unterschiede. „Bei rettenden Tieren waren fünfzehn Gene stärker aktiv, darunter Gene, die mit der Duftwahrnehmung, der Hormonsteuerung, Stoffwechselprozessen und Immunfunktionen zusammenhängen“, sagt Luisa Maria Jaimes-Nino, Mitarbeiterin von Foitzik und Erstautorin der Studie. „Über alle untersuchten Gewebe hinweg fanden wir insgesamt neun Gene, die bei rettenden Ameisen stärker aktiv waren als bei nicht-rettenden.“
Zugleich erkannten die Forschenden keine Hinweise darauf, dass die rettenden Ameisen einfach kräftiger oder besser versorgt sind. „Vielmehr deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass Unterschiede in der Verarbeitung von Sinnesreizen und in bestimmten molekularen Signalwegen beeinflussen könnten, ob eine Ameise auf eine gefährdete Nestgenossin reagiert“, sagt Susanne Foitzik.
Unterschiedliches Verhalten hängt mit messbaren molekularen Prozessen zusammen
Ein überraschender Befund betrifft Gene des Immunsystems, die Insekten nicht nur vor Krankheitserregern schützen. Frühere Studien zeigen, dass sie auch Verhalten beeinflussen können, etwa Aktivität, Schlaf oder das Zusammenfinden in Gruppen. Die neue Studie legt nahe, dass Immunfunktionen auch bei der Steuerung sozialer Reaktionen eine Rolle spielen könnten. Möglich ist zudem, dass rettende Ameisen durch ihr Verhalten häufiger Verletzungen oder Infektionen riskieren und deshalb bei solchen Unglücken von einer stärkeren Aktivität von Genen des Immunsystems profitieren.
Die Forschenden betonen jedoch, dass die Studie keinen einzelnen Auslöser für Hilfsverhalten identifiziert. Rettungsverhalten entsteht demnach wahrscheinlich aus dem Zusammenspiel mehrerer Prozesse. Dazu gehören die Wahrnehmung von Alarmsignalen, die Verarbeitung dieser Reize im Nervensystem und molekulare Signalwege, die die Reaktionsbereitschaft der Ameisen beeinflussen.
„Ameisen sind ein besonders gutes Modell, um die biologischen Grundlagen komplexen Sozialverhaltens zu untersuchen“, sagt Foitzik. „Unsere Studie zeigt, dass einzelne Tiere innerhalb derselben Kolonie nicht nur unterschiedlich reagieren, sondern dass diese Unterschiede auch mit messbaren molekularen Prozessen zusammenhängen.“
Das Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Israel Science Foundation gefördert. Neben Luisa Maria Jaimes-Nino und Susanne Foitzik von der JGU waren Bar Adi und Inon Scharf von der Universität Tel Aviv beteiligt.
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Originalpublikation:
L. M. Jaimes-Nino et al.: Transcriptional predictors of rescue behaviour in ants, Journal of Experimental Biology, 23. Juni 2026, DOI: 10.1242/jeb.252086, https://journals.biologists.com/jeb/article/doi/10.1242/jeb.252086/372047
