„Messor ibericus“, die Ameise, die Eier zweier verschiedener Arten legt

Mit den ersten warmen Tagen im Frühling oder Sommer, nach den ersten Regenfällen, drehen die Ameisen durch. Die jungfräulichen Königinnen machen sich auf die Suche nach einem der vielen Männchen ihrer Art, die gleichzeitig auch ihre Kolonien verlassen. Während dieses Hochzeitsflugs paaren sie sich mit so vielen Männchen wie möglich und sammeln deren Sperma. Es wird das einzige Mal in ihrem Leben sein. In ihrer Kolonie angekommen, zeugen sie daraus eine junge Königin, einige Männchen und eine Armee von Arbeiterinnen für Jahre. So machen es die meisten dieser Hautflügler. Aber es gibt eine Königin, die sich mit Männchen zweier verschiedener Arten paart und nicht nur das, sondern auch Eier von beiden legt. Diese in Nature veröffentlichte Entdeckung könnte uns zwingen, den Begriff der Art neu zu definieren.

Messor ibericus ist, wie der Name schon sagt, auf der Iberischen Halbinsel heimisch. Seine Kolonien sind jedoch im gesamten südlichen Mittelmeerraum verbreitet, von Südspanien bis Griechenland. Da es sich um eine Graserntemaschine handelt, kann man sie leicht auf Weiden beobachten, wie sie im Gänsemarsch mit einem Getreidekorn auf ihrem Rücken läuft, das ihr Gewicht vervielfacht. Durch die Analyse der Gene von mehreren hundert Ameisen der Gattung Messor fand eine Gruppe von Entomologen heraus, dass 164 von ihnen tatsächlich Hybriden waren. Was ihnen auffiel, war die Tatsache, dass es sich bei allen um Arbeiterinnen der Gattung M. ibericus handelte. Durch die Untersuchung ihrer mitochondrialen DNA (von der Mutter geerbt) bestätigten sie, dass sie zu dieser Art gehörten. Als sie jedoch die Kern-DNA (die sie von der väterlichen Linie erhalten) analysierten, sahen sie, dass der Vater ein Messor structor war. Das Mysterium war damit jedoch nicht zu Ende. Tatsächlich fing es gerade erst an.

Bei Ameisen ist es nicht ungewöhnlich, dass sich Königinnen mit Männchen anderer Arten paaren. Für die extremsten Situationen gibt es ein Konzept: den Spermienparasitismus, bei dem sie die Kopulation mit nicht-ameisenartigen Mitgliedern erzwingen. In diesem Fall parasitiert sie ein Männchen, das gegen eine Grundregel der Evolution verstößt: die Sicherung des Überlebens der Art. Seltener, aber in der Welt der Ameisenarten nicht außergewöhnlich, ist, dass diese Verbindung die Arbeiterinnen hervorbringt, die jede Königin zum Erhalt ihrer Kolonie braucht, wie es bei M. ibericus der Fall ist. Außergewöhnlich und für die befragten Entomologen verblüffend ist jedoch, dass sie sowohl Eier ihrer eigenen Art als auch die von M. structor legt.

„Königinnen können Männchen ihrer eigenen Art hervorbringen (wie es typischerweise bei anderen Tieren der Fall ist), aber sie bringen auch Männchen einer anderen Art hervor“, fasst Jonathan Romiguier, Entomologe am Institut für Evolutionswissenschaften der Universität Montpellier (Frankreich) und Hauptautor dieser Studie, zusammen. Das Überraschende daran ist einerseits, dass sich die Königinnen von M. ibericus und structor , die derselben Gattung angehören, vor mehr als fünf Millionen Jahren trennten. Sie sind also keine Schwestern, nicht einmal entfernte Cousinen. Doch der zweite Aspekt ist noch schwieriger zu erklären: Das Verbreitungsgebiet der M. structor -Kolonien reicht von den ländlichen Gebieten Bulgariens und Rumäniens über mehrere andere Länder Osteuropas bis nach Österreich, in die Schweiz und nach Ostfrankreich. Nur in der Schweiz und in einem kleinen Teil Frankreichs koexistieren sie mit M. ibericus- Nestern. Wie also können Hybriden so weit südlich wie Sizilien oder Jaén existieren? Wie gelingt es den Königinnen einer Art, jedes Frühjahr Männchen einer anderen Art zu finden, die Tausende von Kilometern entfernt in der Umgebung leben?

„ M. ibericus kann nun M. structor- Männchen klonen und benötigt daher keine M. structor -Kolonien in seiner Umgebung“, erklärt Romiguier. In der Vergangenheit, vor Tausenden oder vielleicht Millionen von Jahren, teilten sich die beiden Arten ein gemeinsames Verbreitungsgebiet. Wie auch heute noch in einem kleinen Teil Frankreichs und der Schweiz, fanden die Königinnen der ersteren wilde Männchen der anderen. Irgendwann begannen sie, diese zu parasitieren und erreichten das heute Überraschende: „Im Grunde genommen erwarb M. ibericus zunächst M. structor -Sperma in Gebieten, in denen sich die beiden Arten häufig überschnitten. Durch Klonen dieser Spermien kann er diese klonale Linie unabhängig aufrechterhalten“, fügt der Entomologe hinzu. Hier verfügen die Königinnen über eine ewige Spermaquelle, die es ihnen ermöglicht, „in nachfolgenden Generationen neue Arbeiterinnen und Männchen zu produzieren, was es M. ibericus erleichterte, Gebiete zu besiedeln, in denen M. structor natürlicherweise nicht vorkommt, wie etwa Sizilien oder Andalusien“, fügt er hinzu. Die Autoren mussten ein Wort erfinden: Xenoparität (so etwas wie die Geburt eines Fremden), um zu erklären, warum ein Weibchen einer Art Leben aus einer anderen zeugt.

Für Francisco Martín, einen Biologen an der Autonomen Universität Madrid, ist „die Tatsache, dass die Königin zwei Arten von Männchen hervorbringt, eines ihrer Art und eines nicht, ziemlich verblüffend.“ Martín, der nicht an dieser Arbeit beteiligt war und Ameisengemeinschaften und ihre Rolle in Ökosystemen erforscht, glaubt, dass „so etwas in der Biologie noch nie beobachtet wurde; aber wenn es eine Gruppe gäbe, in der die Chance bestünde, eine so einzigartige Situation wie diese vorzufinden, hätte ich für die Ameisen gestimmt.“ Wo sich beide Arten überschneiden, kopulieren Königinnen mit Männchen aus M. structor -Kolonien oder mit Klonen. „Aber in Spanien, wo es keine Überschneidungen gibt, gibt es Linien domestizierter Männchen, die seit mehreren tausend Jahren geklont werden“, fügt er hinzu. Dank dieser Tatsache ist die neue M. ibericus- Königin „bei der Gründung einer neuen Kolonie bereits in der Lage, vier Arten von Nachkommen hervorzubringen“, schlussfolgert Martín.

„Im Allgemeinen verläuft die sexuelle Fortpflanzung bei Ameisen haploid/diploid“, erinnert sich die Myrmekologin Silvia Abril von der Universität Girona. „Innerhalb der Kolonie entstehen haploide und diploide Individuen. Haploide entstehen aus unbefruchteten Eiern; die Königin entscheidet, ob sie sie unbefruchtet ablegt oder mit dem in ihren Spermien gespeicherten Sperma befruchtet“, erklärt sie. „Das unbefruchtete Ei ist haploid, weil es nur eine genetische Kopie gibt, normalerweise die der Mutter, und aus dieser schlüpfen immer Männchen. Wenn sie die Eier befruchtet, haben wir ein diploides Individuum, weil es zwei Kopien jedes Chromosoms gibt, eine von der Mutter und eine vom Vater [wie es bei Säugetieren der Fall ist]. Diese diploiden Individuen sind die Weibchen, die später Königinnen oder Arbeiterinnen werden, je nachdem, welche Nahrung oder Pflege die Larven erhalten.“ Doch jetzt kommt M. ibericus und stellt all dies auf den Kopf.

„Das Neue und sehr Schwere “, so Abril, ist, dass M. ibericus -Königinnen in der Lage sind, unbefruchtete, haploide Eier zu legen, aus denen sie deren DNA entfernen, aber die des Männchens mit einbeziehen und so aufeinanderfolgende Generationen von Klonen erhalten. Das ist dasselbe, was der Mensch mit modernen Klontechniken erreicht hat. In der Natur gibt es also ein Tier, das vier Arten von Nachkommen hat: Durch Parthenogenese bekommt es Männchen zweier Arten, seiner eigenen und M. structor, einige mit eigener DNA und andere mit fremdem genetischen Material. Durch Paarung mit Letzteren schafft es die Arbeiterkaste. Und durch Kopulation mit einem M. ibericus bringt es die nächste Generation von Königinnen hervor. „Es ist wunderbar“, schließt die Myrmekologin.

Neben dem inzwischen pensionierten Xabier Espadaler ist der Ökologe Xim Cerdá von der Doñana Biological Station (CSIC) der Spanier mit dem wohl größten Ameisenwissen. Er kannte die Arbeit von Romiguiers Team, das die Ergebnisse vor der Veröffentlichung in Nature auf Myrmekologie-Konferenzen mit ihm diskutiert hatte. Für Cerdá verändert ihre Entdeckung das Paradigma dessen, was eine Art ist. „Das klassische Konzept besagt, dass es sich um eine Gruppe von Organismen mit ähnlichen physischen und genetischen Merkmalen handelt, die sich in der Natur miteinander fortpflanzen und fruchtbare Nachkommen zeugen können“, erinnert er sich. „Doch wie sich herausstellt, ist das nicht der Fall; es bedarf zweier Arten. Wir müssen das Konzept überdenken.“