Du bist was du isst

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Blattschneiderameisen Atta-Cephaloten (Bug World, Bristol Zoo, England). Bildnachweis: Adrian Pingstone / Public Domain

Stellen Sie sich Millionen von Blattschneiderameisen vor, die durch einen tropischen Wald ziehen. Angetrieben von einem für Menschen mysteriösen Verlangen strömen sie plötzlich einen hoch aufragenden Baumstamm hinauf. Woher wissen sie genau, welche Blattarten sie für ihren unterirdischen Pilzgarten schneiden sollen? Die Ameisen fressen die Blätter nicht; Sie essen den Pilz. Forscher des Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) in Panama und der Universität Kopenhagen (UCPH) in Dänemark sind der Ansicht, dass die Entscheidungen, die die Ameisen treffen, um sie ins Nest zurückzubringen, möglicherweise von den Ernährungsbedürfnissen ihrer Pilzernte abhängen. Sie präsentieren neue Beweise in der Zeitschrift Naturökologie und Evolution Dies zeigt, dass Pilze im Zuge der Entwicklung der Partnerschaften immer mehr von den Ameisen abhängig werden, um immer spezifischere Ernährungsbedürfnisse zu erfüllen. Als die Pilger in Amerika landeten, lernten sie von indigenen Gruppen, Mais mit toten Fischen als Dünger anzupflanzen. Vergleichen Sie dieses System mit einem riesigen industriellen Maisfeld, auf dem Flüssigdünger ausgebracht wird. Das moderne Maisfeld produziert mehr Mais, erfordert aber auch die Verwendung spezifischer Nährstoffe im industriellen Maßstab.

“Dies ist, was wir sehen, als sich diese Ameisenbauern weiterentwickelten”, sagte Jonathan Shik, ehemaliger Postdoktorand im Labor des Personalwissenschaftlers Bill Wcislo am STRI und jetzt Assistenzprofessor an der UCPH. “Atta Ameisen entwickelte riesige agroindustrielle Farmen. Sie haben riesige Kolonien mit Millionen von Arbeitern. Aber sie haben ein winziges Gehirn und keine nachweisbare Kultur, daher lautet die große Frage: “Woher wissen sie genau, was ihre Ernte braucht?”

Der Mensch hat vor etwa 10.000 Jahren erstmals Wildpflanzen domestiziert. Die attinen Ameisen sind viel erfahrenere Landwirte: Sie haben vor fast 60 Millionen Jahren erstmals Pilze domestiziert. Heute gibt es unter den mehr als 250 Arten dieser Ameisengruppe eine bemerkenswerte Vielfalt landwirtschaftlicher Praktiken. Alle diese Evolutionsstadien der Domestizierung von Ameisenkulturen befinden sich auf einem einzigen 20 Quadratmeter großen Grundstück mit tropischem Waldblattstreu in Panama.

“Selbst die primitivsten Arten von Attine-Ameisen navigieren durch eine komplexe Waldumgebung”, sagte Shik. “Sie gehen an vielen Ressourcen vorbei, um ein kleines Stück Insektenkot aufzunehmen, das genau das ist, wonach sie gesucht haben. Sie bringen es zurück zum Nest und verwenden es, um einen Pilz zu züchten.”

Der Ausdruck “Sie sind, was Sie essen” weist auf die Bedeutung von Ernährungsgewohnheiten und die Kompromisse hin, die mit diesen Entscheidungen verbunden sind.

“Eines der Dinge, die die menschliche Adipositas-Epidemie antreiben, ist, dass wir ständig nach Kohlenhydraten hungern und uns nicht beherrschen können, wenn wir in der Nähe von Fetten und Zuckern sind”, sagte Shik. “Aber eine alternative Idee, die als ‘Protein-Leverage-Hypothese’ bezeichnet wird, ist, dass Menschen ein Aufnahmeziel für Protein haben, das ziemlich hoch ist, da unsere Vorfahren viel mehr Protein essen als wir heute essen. Wir essen Kohlenhydrate zu viel, weil wir hungern.” Protein. Und wir hören erst auf zu essen, wenn wir genug Protein bekommen. Meine Ameisen reagieren auch sehr empfindlich auf die Menge an Protein, die sie sammeln. “

Shik und Kollegen entwickelten Experimente, um zu testen, ob sich die Fähigkeit der Ameisen, auf die Bedürfnisse ihrer Pflanzen einzugehen, geändert hat, als sie sich von der primitiven zur fortgeschrittenen Pilzzucht entwickelten.

Zuerst sammelten sie Attinkolonien, isolierten die Pilzsorten aus diesen Kolonien auf Petrischalen und führte eine Reihe von Ernährungsexperimenten durch. Wie sie vermuteten, hatten die Pilze aus den Nestern höher entwickelter Ameisen spezifischere Ernährungsbedürfnisse.

Dann testeten Shik und seine Assistenten die Idee, dass die Ameisen den Ernährungsbedürfnissen des Pilzes gerecht werden. Sie verbrachten ihre Zeit auf dem Waldboden mit einer Pinzette, um die Lebensmittel zu sammeln, die verschiedene Ameisenarten in ihre Nester brachten, um ihren Nährstoffgehalt zu bestimmen.

“Als junger panamaischer Forscher war dies eine unglaubliche Erfahrung, sagte Co-Autor Ernesto Gomez. Die Datenmenge, die über diese Ameisenarten erhoben wurde, während wir mehr als 100 Stunden auf dem Waldboden lagen, ist beispiellos. Eine weitere Überraschung war das Auftreten von Ein Pilzfruchtkörper, der aus dem Nest einer primitiven pilzzuchtenden Ameise gesammelt wurde, die auftauchte, nachdem eine Petrischale länger als sechs Monate im Labor belassen worden war. “

Ameisen sind hervorragend darin, Nährstoffe zu erkennen, die auf Geschmacksrezeptoren in ihren Mundteilen basieren. Als Marie Sk? Odowska Curie-Postdoktorandin bei STRI Research Associate und UCPH-Professor Jacobus Boomsma in Dänemark boten Shik und Kollegen den Ameisen synthetische Diäten in Gefangenschaftskolonien mit verschiedenen Nährstoffmischungen an. Wenn sie eine Mischung mit zu viel Protein und sehr wenig Kohlenhydraten anboten, verhungerten die Ameisen, um eine Überernte von Protein zu vermeiden. Blattschneider regulieren die Proteinaufnahme sehr gut, da Protein für die Pilze häufig toxisch ist. Wenn die Ameisen zu viel Eiweiß in den Garten bringen, stirbt der Pilz ab.

“Wenn Sie die Pilze außerhalb ihres Ernährungsbedarfs zwangsernähren, sterben sie”, sagte Shik. “Menschliche Landwirte haben genau gelernt, was die grundlegende Ernährungsnische von Mais ist, und können dies mit spezifischen Düngemitteln erreichen. Die Ameisen scheinen dasselbe zu wissen und überleben, indem sie die Ernährungsbedürfnisse ihrer Pilzkulturen befriedigen.”

Blattschneiderameisen können etwas mehr Protein ernten als ihre primitiven Vorfahren. Ihre Pilzsorte ist robuster gegen Schwankungen Eiweiß Ebenen. Dies könnte es ihnen ermöglichen, ihre Farmen zu vergrößern.

“Parallel zur kulturellen Entwicklung des Menschen, in der Landwirte und ihre Pflanzen zunehmend voneinander abhängig geworden sind, sind auch die Ameisen und ihre Pilzsorten zunehmend voneinander abhängig. Dies unterstreicht die Tatsache, dass natürlich ausgewählte Anbausysteme das Potenzial haben, die Prinzipien der ernährungsphysiologischen Nachhaltigkeit für kulturell weiterentwickelte Menschen zu beleuchten menschliche Landwirtschaft “, sagte Wcislo.


Die Domestizierung von Pflanzen ist ein Balanceakt: Einige Ameisen versuchen immer noch, es richtig zu machen


Mehr Informationen:
Ernährungsnischen zeigen grundlegende Kompromisse bei der Domestizierung von Ameisen, die Pilze züchten. Naturökologie und Evolution (2020). DOI: 10.1038 / s41559-020-01314-x , www.nature.com/articles/s41559-020-01314-x

Zur Verfügung gestellt von
Smithsonian Tropical Research Institute

Zitat: Die darwinistische Diät: Sie sind das, was Sie essen (2020, 26. Oktober), abgerufen am 26. Oktober 2020 von https://phys.org/news/2020-10-darwinian-diet.html

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