Die Bedeutung von chemischen Fußspuren für Nahrungssuche und Konkurrenzinteraktionen bei Ameisen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Florian Menzel
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406840172

Viele Tiere bemerken andere Organismen durch Signale, die diese in der Umwelt hinterlassen. So entdecken Beutearten Räuber aufgrund von chemischen Fußspuren, Urin oder Kot, und ändern ihr Verhalten, um das Prädationsrisiko zu senken. Solche Verhaltensänderungen können ähnlich starke Effekte auf Beutepopulationen haben wie direkte Prädation. Im Gegensatz zu Räuber-Beute-Interaktionen ist jedoch fast nichts über diese Effekte bei Konkurrenzinteraktionen bekannt. Hier stellen Ameisen ein besonders geeignetes Modellsystem dar, da sie starke Konkurrenzinteraktionen zwischen den Mitgliedern verschiedener Kolonien zeigen. Wir haben kürzlich gezeigt, dass sie auf Fußspuren anderer Arten und Kolonien reagieren, entweder durch Vermeiden bzw. Aufsuchen der Spuren, oder durch Änderungen ihres Aggressionsniveaus. Die Faktoren, die diese Verhaltensantworten beeinflussen, sowie ihre Folgen für die Fitness einer Kolonie und die Zusammensetzung von Artengemeinschaften sind jedoch praktisch unbekannt. Im beantragten Projekt möchte ich Ursachen und Folgen von Verhaltensreaktionen auf allokoloniale und allospezifische Fußspuren bei mitteleuropäischen Ameisenarten erforschen. Zunächst werde ich die Fitnesskonsequenzen der Fußspur-Reaktionen bei den Arten Lasius niger und Myrmica rubra untersuchen. Während M. rubra auch fremde Fußspuren aufsucht, folgt L. niger nur kolonieeigenen Spuren, meidet aber koloniefremde. Reaktionen auf fremde Fußspuren können sinnvoll sein, um Kosten von aggressiven Konflikten zu reduzieren oder Nahrunsquellen auszubeuten, die von Konkurrenten entdeckt wurden.Des weiteren werde ich die Bedeutung von chemischer Variation der Fußspurzusammensetzung sowie von Verhaltensvariation zwischen Kolonien untersuchen. Ich werde die diskriminatorischen Fähigkeiten der Ameisen analysieren und prüfen, ob Reaktionsunterschiede mit der Fußspurchemie zusammenhängen. Dies ist ökologisch relevant vor allem in bezug auf Spuren neuer Arten wie der invasiven Lasius neglectus. In diesem Kontext werde ich auch analysieren, ob die Reaktionen auf fremde Fußspuren mit koloniespezifischen life-history-Merkmalen, Verhaltenseigenschaften oder ihren früheren Erfahrungen mit Konkurrenten zusammenhängen. Diese Studien werde ich schließlich auf die Artengemeinschaft ausdehnen und Verhaltensvariation zwischen syntopen Arten untersuchen. Die Verhaltensversuche werden durch agentenbasierte Modelle ergänzt werden, um emergente Effekte der individuellen Reaktionen zu simulieren. Hier werde ich Effekte verschiedener Reaktionsstrategien auf Koloniefitness und die Zusammensetzung der Artengemeinschaft untersuchen. Das beantragte Projekt verknüpft Verhaltensinteraktionen, chemische Ökologie und Gemeinschaftsökologie sowie empirische Studien mit Simulationsstudien. Es wird daher neue Erkenntnisse in mehreren Forschungsfeldern hervorbringen, unter anderem in Schwarmverhalten, optimalen Fouragierstrategien, chemischer Wahrnehmung und Koexistenzmechanismen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen