Posted in: Biologie, Mathematik 27. August 2010 21:13 Weiter lesen →

Ameisenstaaten atmen wie Organismen

Foto zeigt einige leuchtend rote Ameisen auf hellem, körnigen Untergrund Ameisen und ihre gut funktionierenden Staaten werden gerne als Superorganismen bezeichnet. Nicht zu Unrecht, belegen Messungen amerikanischer Biologen. Je größer Ameisenkolonien werden, desto effizienter scheint auch ihr kollektiver Stoffwechsel zu werden – und zwar in dem gleichen Maße, wie es bei unterschiedlich schweren Säugetieren beobachtet wird.

Foto: Curtis Clark via Wikimedia.org (Creative Commons Attribution Share-Alike 2.5 Generic)

„Bezogen auf die Masse, setzen größere Kolonien weniger Energie um als kleinere Kolonien“, erklärt James Waters von der Arizona State University. Die Gründe für diesen Effekt seien noch unklar, so der Forscher. Gleiches gelte für die verblüffende Parallele mit dem vor fast 80 Jahren entdeckten Zusammenhang zwischen Stoffwechselrate und Körpermasse bei Säugern.

Waters und sein Kollege Jon Harrison führten ihre Experimente mit 13 Laborkolonien der Ameise Pogonomyrmex californicus durch, die 95 bis 659 Tiere umfassten. Anhand der Kohlendioxidproduktion der kleinen Staaten bestimmten die Forscher deren Energieumsatz. Sie fanden, dass sich dieser Wert mit einer Verdoppelung der Koloniemasse nicht ebenfalls verdoppelte, sondern nur um etwa 68 Prozent stieg.

Exakt der gleiche exponentielle Zusammenhang – mit einem Massen-Exponent von 0,75 – zeigt sich, wenn man die Stoffwechselraten verschiedener Säugetiere von einer wenige Gramm leichten Maus bis hin zum tonnenschweren Elefanten vergleicht. Warum der Exponent den beobachteten Wert hat, ist in der Fachwelt noch umstritten.

Zumindest im Falle der Ameisenkolonien könnte ein Teil der Erklärung in der Arbeitsverteilung liegen, vermuten Waters und Harrison. Ihre Videoanalysen des geschäftigen Treibens offenbarten eine wachsende Ungleichheit unter den Insekten: Während in der kleinsten Kolonie alle Mitglieder ähnlich schnell unterwegs waren, schalteten mit wachsender Koloniegröße immer mehr Ameisen einen Ganz zurück, während sich andere umso stärker abhetzten.

„Ameisen müssen innerhalb der Kolonie in Kontakt bleiben“, so Waters. „Daher ist es denkbar, dass in größeren Kolonien einzelne Ameisen die Rolle von Netzwerkknoten übernehmen und die Verbindung zwischen den übrigen Ameisen aufrecht erhalten. Und das würde den Aufwand für die übrigen Ameisen reduzieren.“

Forschung: James Waters und Jon F. Harrison, School of Life Sciences, Arizona State University, Tempe

Präsentation auf dem 2010 American Physiological Intersociety Meeting, Westminster, Colorado, #7.42, und Veröffentlichung American Naturalist, Vol. 176, Oktober 2010, DOI 10.1086/656266

WWW:
Harrison Lab, Arizona State University
Kleiber’s Law
Pogonomyrmex

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Optimale Mäßigung


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