Science update related to ANTs & other hymenoptera

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    • Nacktmulle

      Auch wenn es sich nicht um Insekten handelt, so sind die Nacktmulle ja auch eusoziale Tiere und sollten hier Erwähnung finden. Forscher konnten nachweisen, dass diese faszinierenden Nager bis zu 18 Minuten ohne Sauerstoff auskommen. Man geht davon aus, dass dies eine Anpassung an ihr Leben in unterirdischen Bauten ist, in denen Sauerstoff schon mal knapp werden kann.



      The African naked mole-rat’s (Heterocephalus glaber) social and subterranean lifestyle generates a hypoxic niche. Under experimental conditions, naked mole-rats tolerate hours of extreme hypoxia and survive 18 minutes of total oxygen deprivation (anoxia) without apparent injury. During anoxia, the naked mole-rat switches to anaerobic metabolism fueled by fructose, which is actively accumulated and metabolized to lactate in the brain. Global expression of the GLUT5 fructose transporter and high levels of ketohexokinase were identified as molecular signatures of fructose metabolism. Fructose-driven glycolytic respiration in naked mole-rat tissues avoids feedback inhibition of glycolysis via phosphofructokinase, supporting viability. The metabolic rewiring of glycolysis can circumvent the normally lethal effects of oxygen deprivation, a mechanism that could be harnessed to minimize hypoxic damage in human disease.


      spiegel.de/wissenschaft/natur/…sauerstoff-a-1143823.html
      Wanting people to listen, you can't just tap them on the shoulder anymore. You have to hit them with a sledgehammer, and then you'll notice you've got their strict attention. (Seven)
    • "Seidenartige Ameisen" und eine Rock-Band

      Die Arten der Gattung Sericomyrmex (im Englischen auch "silky ants" genannt) gehören zu den Pilz-züchtenden Ameisen. Forscher haben diese Gattung nun einer Revision unterzogen, was drei neue Arten zur Folge hatte. Eine davon wurde nach der britischen Rock-Band Radiohead benannt: S. radioheadi. Die Forscher möchten damit vor allem den Einsatz der Band in Sachen Klimaschutz würdigen.


      S. radioheadi, Credit: Ana Ješovnik

      Weiterhin entdeckten die Forscher, dass die Körper dieser Ameisen mit einer kristallartigen Schicht bedeckt sind. Über die Funktion dieser Schicht, die nur bei den Arbeiterinnen und Königinnen aber nicht bei den Männchen vorhanden ist, gibt es noch keine gesicherten Erkenntnisse. Es wird vermutet, dass ein Zusammenhang zum Schutz des Pilzgartens vor Parasiten besteht. Denn anders als andere Pilz-züchtende Ameisen produzieren die "Silky Ants" keine antibiotischen Bakterien zum Schutz des Pilzes auf ihren Körpern.


      Kristallartige Schicht, Credit: Ana Ješovnik

      Revision of the fungus-farming ant genus Sericomyrmex Mayr (Hymenoptera, Formicidae, Myrmicinae)
      Wanting people to listen, you can't just tap them on the shoulder anymore. You have to hit them with a sledgehammer, and then you'll notice you've got their strict attention. (Seven)
    • Das ist eine echt tolle taxonomische Arbeit aus vielen Gründen! Sericomyrmex ist eine Gattung, die bisher sehr viele Probleme bereitet hat; die Arbeiterinnen sind sehr variabel, und die Taxonomischen Beschreibungen sehr alt. Die neuste Artbeschreibung in der Gattung vor dieser Arbeit stammt von 1938!
      Seitdem herrscht viel Verwirrung, und damit ist nun endlich Schluss. Aus 19 Arten wurden in dieser Arbeit 11 (da es sich um Synonyme, also um mehrfache Artbeschreibung der gleichen Art handelte), und das obwohl gleich drei neu beschrieben wurden.
      Dabei erfolgte diese gründliche Überarbeitung nicht nur mit der schwierigen Morphologie, sondern auch mit genetischer Unterstützung aus einer Vorgängerstudie. Außerdem wird das Männchen sowie die Larvenmorphologie beschrieben, was auch keine Selbstverständlichkeit ist.

      Nachdem ich die Arbeit gelesen hatte, wurde ich neugierig und bin ins Feld gegangen, um mir Sericomyrmex anzuschauen. Ohne Probleme habe ich auch die einzige Art die hier in La Selva vorkommt gefunden, Sericomyrmex amabilis. Die dichte Behaarung machen diese Ameisen schon irgendwie "putzig", und ihre Ungeschickte Art beim Laufen und Totstellen bei Störung machen sie nur noch niedlicher.

      Hier im Vergleich noch ein Bild der ebenfalls häufig anzutreffenden Trachymyrmex intermedius, die mit Tuberceln übersäht sind, aber keine Behaarung aufweisen.


      Grüße, Phil
    • Physogastrische Arbeiterinnen bei Anoplolepis gracilipes

      Der Umstand, dass Arbeiterinnen vieler Gattungen in der Lage sind Eier zu legen aus denen sich Männchen entwickeln, ist ebenso bekannt wie der Umstand, dass Arbeiterinnen teilweise trophische Eier als Nahrung legen können.

      Bei der Art Anoplolepis gracilipes wurde dieses Verhalten nun erstmals nachgewiesen und genauer Untersucht. Für das Legen der trophischen Eier, die den überwiegenden Teil der Nahrung der Larven ausmachen, sind spezielle physogastrische Arbeiterinnen zuständig, welche sich morphologisch und in der Entwicklung ihrer Ovarien deutlich von den anderen Arbeiterinnen unterscheiden, wie das nachfolgende Bild verdeutlicht:


      Quelle: frontiersinzoology.biomedcentr…10.1186/s12983-017-0210-4

      In dem nachfolgenden Video kann man sehen, wie eine Arbeiterin (oben links) ein trophisches Ei legt:



      Wird eine Kolonie weisellos, sind diese Arbeiterinnen in der Lage Eier zu legen, aus denen sich Männchen entwickeln. Interessanterweise sind die Männchen, die sich aus von Arbeiterinnen gelegten Eiern entwickeln, größer als jene, die sich aus von Königinnen gelegten Eiern entwickeln. Auf dem folgenden Bild sieht man links immer von Arbeiterinnen produzierte Männchen und rechts immer von Königinnen produzierte Männchen:


      Quelle: frontiersinzoology.biomedcentr…10.1186/s12983-017-0210-4

      Auch wenn der Nachweis fehlt, gehen die Forscher davon aus, dass auch die Männchen, welche eierlegenden Arbeiterinnen entstammen, reproduktiv sind.

      Insgesamt eine interessante und sehr verständlich geschriebene Arbeit, die frei zugänglich ist:

      Worker reproduction of the invasive yellow crazy ant Anoplolepis gracilipes
      Wanting people to listen, you can't just tap them on the shoulder anymore. You have to hit them with a sledgehammer, and then you'll notice you've got their strict attention. (Seven)
    • Na endlich: Die vielen Arten im Tetramorium caespitum/impurum complex haben nun endlich einen geklärten taxonomischen Status. Das umfangreiche Paper ist hier frei verfügar:
      myrmecologicalnews.org/cms/ind…_printable.pdf&format=raw

      Wagner, H.C., Arthofer, W., Seifert, B., Muster, C., Steiner, F.M. & Schlick-Steiner, B.C (2017) Light at the end of the tunnel: Integrative taxonomy delimits cryptic species in the Tetramorium caespitum complex (Hymenoptera: Formicidae). Myrmecological News[/i] 25:95-129





      Anbei ein Bild des Verbreitungsgebietes der Arten in Europa (entnommen aus oben verlinkter Studie).


      Grüße, Phil
    • Also um ein 36-seitiges Paper zu übersetzen habe ich keine Zeit :D Aber die Zusammenfassung gerne:


      Licht am Ende des Tunnels: Integrative Taxonomie führt zur Artabgrenzung bei kryptischen Arten im Tetramorium caespitum complex

      Artbegrenzung ist fundamental für viele biologische Studien; ihre Bedeutung erstreckt sich von regionaler Faunistik über Verhaltensforschung bis hin zur Rekonstruktion evolutionärer Geschichte. Die Artabgrenzung bei dem paläarktischen Tetramorium Artkomplex (ehemals Tetramorium caespitum/impurum Komplex) hingegen blieb unklar für über ein Jahrhundert. Eine Studie von 2006 kam zu dem Schluss, dass es 8 präsente westpaläarktische Arten gibt, doch aufgrund mehrerer ungeklärter Probleme wurden keine formalen taxonomischen Änderungen vorgenommen. Mithilfe von 1428 Nestproben und einem integrativ-taxonomischen Ansatz revidieren wir hier die europäischen Arten des Komplexes. Unüberwachte Analysen erbrachten unabhängige Arthypothesen, basierend auf molekularen und morphologischen Ansätzen. Unter der Einhaltung des vereinigten Artenkonzept zeigen wir die Anwesendheit von zehn klar unterscheidbaren Arten, die sich in mitochondrialer DNA, nuclearer DNA, Morphologie von Arbeiterinnen und Männchen und ihrer Ökologie unterscheiden. Wir erklären die Evolution der beobachteten mitochondrial-nuclearen Diskordianzen durch peri-patrische Artbildung, historische Introgression, und kürzlicher Hybridisation. Die morphologisch-nuclearen Diskordanzen erklären wir durch intraspezifische Ähnlichkeit und intraspezifische Variabilität, d.h. morphologische Krypsis. Basierend auf den finalen Arthypothesen, bestätigen wir die Arten T. cespitum, T. impurum, T. indocile, T. hungaricum und T. alpestre. Wir erheben T. fisciclava stat.n., T. starckei sp.rev. und T. immigrans stat.n. (als eingeschleppte Art auch in Amerika) zu Artrang und synonymisieren T. semilaeve var. kutteri unter T. indocile und T. staerckei var. gregori unter T. impurum. Schlussendlich beschreiben wir T. breviscapus sp.n. und T. caucasicum sp.n. als neue Arten. Wir präsentieren dichotome Bestimmungsschlüssel für Arbeiterinnen und Männchen und machen einen weiteren Schlüssel online frei verfügbar unter: webapp.uibk.ac.at/ecology/tetramorium/. Für die Lösung anderer hoch komplizierter Taxonomischer Probleme heben wir hervor, dass kein einzelner Datentyp ausreichend war um die die schlussendlichen Artgrenzen zu entschlüsseln, was die Wichtigkeit von der Integration von multiplen Datenquellen in der Taxonomie hervorhebt.

      Kurz und etwas verständlicher ausgedrückt: Um die Arten ausspalten wurden mehrere taxonomische Methoden verwendet:
      -Molekulare Daten: mitchondriale und nucleare DNA
      -Morphologische Messungen
      -Ökologie

      Da die unterschiedlichen Methoden nicht nicht immer zu dem gleichen Ergebnis führen, wurden diese Unterschiede durch innerartliche Variabilität, Introgression (Chromosomenübertragung zwischen Arten) und Hybridizierung (also die Verpaarung zwischen zwei Arten) erklärt, und führen so zu einer verständlicher Artaufteilung.

      Es steckt sehr viel Arbeit dahinter, und sicher kann man der jetzigen Artaufteilung vertrauen. Aber es bleibt weiterhin so, dass die Arten selbst für geübte Taxonomen sehr schwer auseinander zu halten sind, wahrscheinlich so sehr, dass in vielen Studien dann am Ende doch nur wieder von "Tetramorium sp." die Rede sein wird.

      Grüße, Phil
    • Eine interessante Eigenschaft von invasiven Ameisenarten ist ihr "artuntypisches" Verhalten, besonders in ihrer Ernährung, die in dem Invasionsgebiet zu einem völlig anderen ökologischen Charakter führt als der in ihrer ursprünglichen Heimat.
      • So ist die Argentinische Ameise Linepithema humile in ihrer Heimat vorwiegend ein Jäger mit relativ hohen trophischen Level, während sie den Gebieten, wo sie invasiv sind, eine eher vegetarischere Ernährung bevorzugen (Honigtau & Nektarien).
      • Die Kleine Feuerameise Wasmannia auropunctata ist in ihrer Heimat spezialisiert auf Vogelkot, während sie in den Gebieten wo sie invasiv sind zu Allesfressern werden
      Ein ähnliches Phänomen hat man nun bei der "Asian Needle Ant" Brachyponera chinensis festgestellt: In ihrer ursprünglichen Heimat in Asien ist diese Art ein recht spezialisierter Termitenjäger, während sie in dem Invasionsraum (USA) ihre Ernährung auf eine größere Bandbreite an Arthropoden umgestellt hat.

      W. Suehiro, F. Hyodo, H. O. Tanaka, C. Himuro, T. Yokoi, S. Dobata, B. Guénard, R. R. Dunn, E. L. Vargo, K. Tsuji & K. Matsuura (2017) Radiocarbon analysis reveals expanded diet breadth associates with the invasion of a predatory ant. Scientific Reports 7, Article number: 15016
      nature.com/articles/s41598-017-15105-1
    • Die europäischen und nordafrikanischen Vertreter der Papierwespen Polistes wurden taxonomisch mithilfe von Morphologie & DNA Anaylsen überarbeitet. Eine tolle Arbeit von Schmid-Egger und Kollegen, die sogar mit der Beschreibung von zwei neuen Arten daherkommt und einen ausgezeichneten Bestimmungsschlüssel enthält.

      Frei zugänglich hier:

      Schmid-Egger C, van Achterberg K, Neumeyer R, Morinière J, Schmidt S (2017) Revision of the West Palaearctic Polistes Latreille, with the descriptions of two species - an integrative approach using morphology and DNA barcodes (Hymenoptera, Vespidae). ZooKeys 713: 53-112. doi.org/10.3897/zookeys.713.11335

      Grüße, Phil