Bandwurm schenkt Ameisen ewige Jugend

Vorteil durch Parasit Bandwurm schenkt Ameisen ewige Jugend

01.06.2021Redakteur: Christian Lüttmann

Parasiten sind nicht immer schlecht für ihren Wirt. Bei einer Ameisenart sorgt ein Bandwurmbefall dafür, dass die Arbeiterinnen erheblich länger leben. Was es mit diesem unerwarteten Jungbrunnen für Ameisen auf sich hat, haben Forscher der Uni Mainz untersucht.

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Johannes-Gutenberg-Universität Mainz

Zwei Ameisen der Art Temnothorax nylanderi: Die hellere Ameise ist mit Larven des Bandwurms Anomotaenia brevis (rechts unten) infiziert, was eine Farbänderung der Kutikula zur Folge hat, v. a. aber eine wesentlich längere Lebensspanne.
(Bild: Susanne Foitzik)

Mainz – Ameisenkönigin müsste man sein. Sie verbringt fast ihr gesamtes Leben im sicheren Nest, wo sie von den Arbeiterinnen, ihren Töchtern, umsorgt wird. Während die unfruchtbaren Arbeiterinnen alle Aufgaben im Nest übernehmen und sich um Brutpflege und die riskante Futtersuche außerhalb der Kolonie kümmern, bleibt die Königin gut umsorgt „zu Hause“. So hat sie eine Lebensspanne von mehreren Jahrzehnten, wohingegen ihre Untertanen meist nur einige Wochen bis Monate – selten Jahre – alt werden.

Eine Ausnahme stellen aber Ameisen der Art Temnothorax nylanderi dar. Individuen, die sich mit einem Bandwurm infiziert haben, zeigen nämlich außergewöhnlich hohe Überlebensraten. „Die Lebenserwartung der infizierten Ameisen ist deutlich verlängert. Die Arbeiterinnen haben nach unseren Beobachtungen eine Überlebensrate, die denen von Königinnen gleicht“, sagt Prof. Dr. Susanne Foitzik von der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU). Sie leitete eine Studie über die Eigenarten dieser infizierten Ameisen, an der auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Biologie des Alterns und der Universität Tel Aviv beteiligt waren.

Arbeiterinnen und Brut der Cardiocondyla elegans. (© Julia Giehr)

Ameisen drei Jahre lang beobachtet

Das Team um Foitzik hat sich mit den langfristigen Folgen der Parasitierung befasst und dazu Ameisenkolonien aus den Wäldern um Mainz gesammelt und im Labor beobachtet. „Wir haben die Überlebensrate von Arbeiterinnen und Königinnen sowohl in infizierten als auch in nicht infizierten Ameisenkolonien über drei Jahre verfolgt, bis mehr als 95 Prozent der nicht infizierten Arbeiterinnen gestorben waren“, erklärt die Studienleiterin. Zu diesem Zeitpunkt lebten von den parasitierten Arbeiterinnen aber noch deutlich mehr als die Hälfte – die Überlebensrate weise damit praktisch keinen Unterschied zu den langlebigen Königinnen auf. „Es ist außerordentlich spannend, dass ein Parasit eine so positive Veränderung in seinem Wirt auslösen kann. Die Verlängerung der Lebenspanne ist sehr ungewöhnlich“, sagt die Evolutionsbiologin von der JGU.

Auf ewig jung

Zunächst fallen die infizierten Ameisen durch eine hellere Farbe auf, weil ihre Kutikula weniger pigmentiert ist als bei den braungefärbten Nestgenossinnen. Sie sind außerdem weniger aktiv und lassen sich im Nest von anderen Arbeiterinnen versorgen. „Die infizierten Tiere erhalten mehr Aufmerksamkeit, werden besser gefüttert, geputzt und umsorgt. Sie erhalten sogar etwas mehr Fürsorge als die Königin des Nests“, erläutert Foitzik.

Die Untersuchungen ergaben weiter, dass parasitierte Ameisen ähnliche Stoffwechselraten und Fettanteile aufweisen wie junge Tiere. Es scheint so, als würden die Ameisen infolge der Infektion dauerhaft in einem Jugendstadium verharren. Dazu beitragen dürfte, dass die Bandwurmlarven Proteine mit Antioxidantien in die Hämolymphe der Ameisen abgeben und die Aktivität von Ameisengenen, die das Altern beeinflussen, verändern.

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Ameise und Bandwurm

Die Ameisenart Temnothorax nylanderi kommt in Mitteleuropa häufig vor und bildet hier kleine Kolonien auf dem Waldboden, in Eicheln oder dem Totholz von Bäumen. Die Tiere sind mit einer Körperlänge von zwei bis drei Millimetern relativ klein. Sie dienen dem Bandwurm Anomotaenia brevis als Zwischenwirt, wobei eine einzelne Ameise von bis zu 70 parasitären Larven befallen werden kann. Die Parasiten überdauern in der Hämolymphe, der Körperflüssigkeit von Insekten. Sie vollenden ihren komplexen Lebenszyklus, sobald sie von einem Specht aufgenommen werden, der sich von den Ameisen ernährt.

Umsorgung allein kann das hohe Alter nicht erklären

Auch wenn das Rätsel ihres langen Lebens noch nicht vollständig geklärt wurde, so scheint das Verhalten der infizierten Ameisen selbst nicht den Ausschlag zu geben. Das Forschungsteam hat keine Hinweise gefunden, dass die Tiere aktiv betteln würden, um besser versorgt zu werden. Allerdings förderten chemische Signalstoffe auf der Kutikula parasitierter Ameisen die Zuwendung ihrer Nestgenossen. „Die infizierten Tiere leben im Schlaraffenland, aber die gute Versorgung allein kann die hohe Lebenserwartung nicht erklären“, sagt Foitzik. Welche Faktoren insbesondere auf molekularer und epigenetischer Ebene eine Rolle für das Methusalem-Alter der parasitierten Arbeiterinnen spielen, soll in weiteren Forschungsarbeiten untersucht werden.

Originalpublikation: S. Beros et al.: Extreme lifespan extension in tapeworm-infected ant workers, Royal Society Open Science, 19. Mai 2021; DOI: 10.1098/rsos.202118

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