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StartseiteForschung aktuellSoziale Immunisierung20.04.2012

Soziale Immunisierung

Wie Ameisen Schimmelpilzbefall bekämpfen

Biologie. - Wenn Menschen sich impfen lassen – etwa gegen Grippe – regt das ihr Immunsystem an, damit sie nachher immun gegen diese Krankheit sind. Der Körper entwickelt bestimmte Zellen, die die Grippeerreger sofort attackieren, sobald sie auf sie stoßen. Bei Insekten fehlen diese Zellen, und trotzdem haben Forscher aus Österreich jetzt einen Mechanismus bei ihnen beobachtet, der ganz ähnlich funktioniert.

Von Joachim Budde

Ameisen schützen sich gegenseitig vor Schimmelbefall. (Stock.XCHNG / Alex Drahon)
Ameisen schützen sich gegenseitig vor Schimmelbefall. (Stock.XCHNG / Alex Drahon)
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Ameisenarbeiterinnen treffen auf der Suche nach Futter auf alle möglichen Krankheitserreger. Kommen sie einem Geflecht des Pilzes Metarhizium anisopliae zu nahe, gelangen Sporen des Pilzes auf den Chitinpanzer der Ameise. Binnen zwei Tagen keimen die Sporen und durchdringen den Panzer. Das Pilzgeflecht wächst im Inneren des Insekts heran und tötet es schließlich. Doch so weit muss es für die Arbeiterin nicht kommen: Dafür sorgen Nestgenossinnen bei ihrer Rückkehr, sagt Professor Sylvia Cremer vom Institute of Science and Technology Austria in Klosterneuburg bei Wien.

"Sobald dieses futtersuchende Tier zurückkommt mit den Pilzsporen auf der Körperoberfläche können die Nestgenossinnen wahrnehmen, dass dieses Tier exponiert ist, und betreiben ein richtiggehendes Hygieneverhalten. Das heißt, sie schlecken mit ihren Mundwerkzeugen die infektiösen Pilzsporen von der Körperoberfläche des exponierten Tieres ab."

Im Mund der Arbeiterinnen, die die futtersuchende Schwester putzen, töten Speichelsekrete die Sporen ab, ein Filtermechanismus verhindert, dass die Sporen in den Darm der Tiere gelangen. Die Ameisen komprimieren die abgetöteten Sporen und spucken sie wieder aus. Sie retten auf diese Weise ihre Nestgenossin, die sie auch einfach hinauswerfen könnten. Somit laufen die Arbeiterinnen Gefahr, sich selbst mit dem Pilz anzustecken – und das geschieht tatsächlich, sagt Cremer. Aber diese Tiere erleiden lediglich kleinste Infektionen – Mikroinfektionen.

"Und gleichzeitig haben wir eben gefunden, dass Gene ihres Immunsystems hochreguliert worden sind, von denen man weiß, dass sie in der Abwehr gegen Pilze eine Rolle spielen, interessanterweise waren es nur Gene, die gegen Pilze spezifisch reagieren und es war jetzt kein Breitbandschutz, der zum Beispiel auch gegen Bakterien helfen würde."

Die Ameisen im Nest nehmen also gerade so wenig Pilzsporen auf, dass sie selbst nicht krank werden, aber genug, um sich gegen einen richtigen Ausbruch zu schützen.

"Was das wirklich Neue ist an unserer Arbeit, ist, dass wir gefunden haben – ich sage es jetzt mal ganz einfach –, dass die Verbreitung von etwas Schlechtem zu etwas Gutem auf Gruppenebene führt."

Damit ähnelt dieser Mechanismus der sozialen Immunisierung bei Ameisen der Impfung bei Menschen. Fünf Tage hält dieser Schutz mindestens an, haben Cremer und ihre Kollegen beobachtet. Auch Ameisen haben also ein individuelles Immungedächtnis. Lange Zeit hat man das lediglich bei Wirbeltieren für möglich gehalten, denn Insekten oder auch Krebstieren fehlen die Abwehrzellen, die bei Wirbeltieren und Menschen für das Immungedächtnis verantwortlich sind. Allerdings schützt die Impfung der einzelnen Ameisen nicht nur die geimpften Tiere. In mathematischen Modellen haben Bioinformatiker des Helmholtz-Zentrums München gezeigt, dass Krankheiten wie diese Pilzinfektionen im Ameisenvolk kaum eine Chance haben. Der Schutz baut sich so schnell auf, dass die Infektion sehr begrenzt bleibt und schnell wieder verschwindet.

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