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Dass Umwelteffekte auf die nächste Generation wirken können - ganz ohne den Einfluss der Erbinformation - ist eine der revolutionären jüngeren Erkenntnisse der Evolutionsbiologie.
Lausanner Forschern ist es gelungen, Ameisenköniginnen in künstlichen Winterschlaf zu versetzen und so die Kastenzugehörigkeit der Nachkommen zu manipulieren. Dies belegt, dass die von Müttern erlebten Umweltbedingungen die nächste Ameisen-Generation prägen. Ähnliche Effekte gibt es auch beim Menschen.
Es ist eines der grossen Rätsel der Insektenwelt: Noch immer ist ungeklärt, wie bei sozialen Insekten aus Eiern mit dem gleichen Erbgut so unterschiedlich gebaute Individuen wie fruchtbare Königinnen und unfruchtbare Arbeiterinnen schlüpfen können. Bisher ging man davon aus, dass dies wie bei Bienen allein durch das Futter geschieht.
Nun hat das Team um Romain Libbrecht von der Uni Lausanne bei amerikanischen Ernteameisen nachgewiesen, dass auch die Umweltbedingungen eine Rolle spielen. Königinnen der Art Pogonomyrmex rugosus produzieren nämlich nur dann neue Königinnen, wenn sie zuvor einen Winterschlaf durchgemacht haben. Sonst schlüpfen nur Arbeiterinnen aus ihren Eiern.
Hormonell simulierter Winterschlaf
Die Forscher hatten also Pogonomyrmex-Königinnen in künstlichen Winterschlaf versetzt und anderen ein Hormon verfüttert, das für die Larven- und Eientwicklung zuständig ist. Dies simuliert ebenfalls den Winterschlaf.
Tatsächlich konnten sie so die Anzahl geschlüpfter Königinnen und Arbeiterinnen beeinflussen, berichteten sie im Fachblatt «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS). Der Winterschlaf lässt ein gewisses Hormon bei der Königin ansteigen, das die Ablagerung von Nährstoffreserven in die Eier beeinflusst - nährstoffreiche Eier werden zu Königinnen, nährstoffarme zu Arbeiterinnen.
«Wir konnten erstmals bei Insekten die Signalkaskade nachweisen, durch die Umweltbedingungen auf die nächste Generation übertragen werden», sagte Studienleiter Laurent Keller der Nachrichtenagentur sda. «Die Umwelt, in der die Mutter lebt, beeinflusst ihre Jungen.»
Umwelteinflüsse auch bei Menschenmüttern
Dass Umwelteffekte auf die nächste Generation wirken können - ganz ohne den Einfluss der Erbinformation - ist eine der revolutionären jüngeren Erkenntnisse der Evolutionsbiologie. So bringen etwa Veränderungen von Licht und Temperatur Blattläuse im Herbst dazu, von der ungeschlechtlichen auf die sexuelle Fortpflanzung zu wechseln.
«Es ist wahrscheinlich, dass es solche maternalen Effekte bei allen Organismen gibt», sagte Keller. Auch bei Menschen: Österreicher und holländische Forscher haben unlängst festgestellt, dass Kinder von Müttern, die während der Schwangerschaft gehungert haben, im Alter ein deutlich erhöhtes Diabetes-Risiko haben. Dazu hatten die Forscher Daten von in Hungerjahren geborenen Diabetes-Patienten studiert.
Die neuen Erkenntnisse könnten auch beim Schutz von nützlichen Ameisen helfen: Waldameisen etwa, die viel zur Schädlingsbekämpfung beitragen, seien in vielen Gegenden rar geworden und würden mancherorts von Naturschützern umgesiedelt, sagte Keller. Wenn man nun etwa wisse, dass sie eine Kälteperiode brauchen, um Königinnen zu bilden, liessen sie sich besser halten und vermehren.
