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Ameisen können lebensrettende Amputationen vornehmen – „Grad an Rafinesse ist unübertroffen“

Stand: 18.07.2024, 05:13 Uhr

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Florida-Ameisen können nicht nur lebensrettende Amputationen bei Artgenossen vornehmen – sie können sogar unterscheiden, wann eine Amputation unnötig ist.

Bis zur Entdeckung der Antibiotikamedizin im letzten Jahrhundert führten Ärzte häufig Amputationen durch, um das Leben eines Patienten mit einer infizierten Wunde zu retten. Aber der Mensch ist nicht das einzige Lebewesen, das diese Art von Operation an sich selbst vornimmt. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass eine Ameisenart aus dem Südosten der Vereinigten Staaten ebenfalls Amputationen vornimmt, wenn ihre Nestgenossen gefährlich am Bein verletzt sind, um die Ausbreitung einer Infektion durch eine offene Wunde zu verhindern und so das Leben ihrer Artgenossen zu retten.

„Der Grad an Raffinesse, mit dem sie sich entwickelt haben, um ihre Verletzten zu versorgen, ist im Tierreich unübertroffen. Unser menschliches medizinisches System käme dem am nächsten“, sagte Erik Frank, ein Verhaltensökologe an der Universität Würzburg, der die Studie leitete, am Mittwoch in einem Interview. „Diese Amputationen verhinderten die Ausbreitung von Infektionen im Körper ... auf die gleiche Weise, wie mittelalterliche Amputationen beim Menschen funktionierten“, sagte er und fügte hinzu, dass die Ergebnisse das erste aufgezeichnete Beispiel eines nicht-menschlichen Tieres darstellen, das eine Amputation an einem Artgenossen durchführt, um dessen Leben zu retten.

Die Studie, die am Dienstag (2. Juli) in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht wurde, legt nahe, dass Florida-Zimmermannsameisen (Camponotus floridanus) in der Lage sind, zwischen verschiedenen Arten von Wunden zu unterscheiden und ihre Heilungsreaktionen entsprechend anzupassen. Dies trägt zu unserem wachsenden Verständnis der ausgeklügelten Strategien bei, die Ameisen anwenden, um sich gegenseitig zu versorgen, wenn sie verletzt sind, einschließlich der Einteilung der Verwundeten und der Behandlung der Infizierten mit mikrobiellen Substanzen.

Florida-Ameisen helfen verletzten Ameisen mit lebensrettenden Amputationen

Die Wissenschaftler beobachteten die Amputationen unter Laborbedingungen bei den Florida-Ameisen, einer rötlichen, schwarzen oder braunen Ameise, die in der Regel weniger als einen halben Zentimeter lang ist. Im Gegensatz zu einigen anderen Ameisenarten haben die Florida-Ameisen nicht die Fähigkeit, antimikrobielle Sekrete aus ihren Drüsen zu produzieren, um Krankheitserreger in Wunden zu bekämpfen. „Wir wollten sehen, wie eine Art, die diese Drüse verloren hat, ihre Verletzten versorgt“, so Frank.

Die Wissenschaftler verletzten etwa 100 Ameisen absichtlich am Bein: entweder am Femur (näher am Körper) oder am Tibia (weiter unten am Bein), um zu vergleichen, wie die anderen Ameisen in ihrer Kolonie darauf reagierten. Sie fanden heraus, dass die Ameisen tatsächlich Amputationen vornahmen, wenn ihre Nestgenossen Verletzungen am Oberschenkel erlitten hatten, aber niemals Amputationen vornahmen, wenn eine entsprechende Verletzung am Schienbein vorlag.

In mehr als drei Vierteln der Fälle amputierte ein helfendes Nestmitglied das gesamte Bein des verletzten Insekts. Die Amputationsprozedur dauerte etwa 40 Minuten und verlief jedes Mal nach demselben Muster: „Sie beginnen damit, die Wunde mit ihren Mundwerkzeugen zu lecken, und wandern dann mit ihrem Maul das Bein hinauf, bis sie die Schulter erreichen. Dort fangen sie an, minutenlang ziemlich heftig zuzubeißen“, so Frank. „Die verletzte Ameise sitzt ruhig da, lässt die Prozedur über sich ergehen und beschwert sich nicht, bis das Bein abgetrennt ist.“

95 Prozent der verletzten Ameisen überlebten mit Amputation

Von den Ameisen mit einer Oberschenkelverletzung überlebten 95 Prozent der Ameisen mit einer Amputation, während nur 45 Prozent der Ameisen ohne Amputation überlebten, so Frank. „Die Ameisen haben - in ihrer Welt, in ihrem Kontext - eine Strategie gefunden, die hocheffizient ist und eine sehr, sehr hohe Erfolgsquote hat“, schloss Frank. Laurent Keller, ein Evolutionsbiologe, der ebenfalls an der Studie mitgearbeitet hat, sagte, dass die Amputationen sehr effektiv durchgeführt wurden. „Das bedeutet, dass sie bei der Amputation sehr sauber vorgehen müssen, um zu verhindern, dass Bakterien in die Wunde gelangen“, sagte er.

Im Gegensatz zur Behandlung von Ameisen, die eine Verletzung am Oberschenkel erlitten, wurde bei Ameisen, die eine Verletzung am Schienbein (weiter unten am Bein) erlitten, nie beobachtet, dass sie von ihren Nestgenossen amputiert wurden. „In diesem Fall säubern sie nur die Wunde“, sagte Keller, der darauf hinwies, dass die Nestgenossen stattdessen eine ausgedehnte Wundpflege mit viel Lecken durchführten.

Ameisen reinigen die Wunde, wenn sie nicht zur Amputation führt

Die Methode der Wundreinigung erwies sich ebenfalls als wirksam. Während etwa 70-75 Prozent der Ameisen, deren Wunden von Artgenossen gereinigt wurden, überlebten, überlebten nur 15 Prozent der Ameisen mit Schienbeinverletzungen, wenn sie von ihren Artgenossen isoliert und unbeaufsichtigt gelassen wurden, so Frank. Eine mögliche Erklärung der Wissenschaftler für die Entscheidung, wann eine Amputation durchgeführt wird, hängt damit zusammen, wie die Hämolymphe - eine Flüssigkeit, die dem Blut entspricht - in Wirbellosen fließt.

Die Theorie wurde noch nicht getestet, aber Scans zeigen, dass die Hämolymphe im Bereich des Schienbeins stärker fließt als im Bereich des Oberschenkels, was bedeutet, dass Krankheitserreger, die über das Schienbein eindringen, sich schneller im restlichen Körper ausbreiten. Dies wiederum verkürzt das Zeitfenster, in dem eine Amputation die Ausbreitung einer Infektion verhindern kann, erheblich. „Wenn sich die Wunde auf Höhe des Schienbeins befindet, wird keine Amputation durchgeführt. Denn normalerweise zirkuliert das Blut - oder die Hämolymphe für Insekten - recht schnell. Innerhalb von 40 Minuten trägt das Blut also bereits die Bakterien in den Körper der Ameise“, erklärt Keller.

Die mühsamen Bemühungen der Ameisen, die Wunden der anderen zu versorgen, veranschaulichen, wie soziale Insekten aus ihrem altruistischen Verhalten Nutzen ziehen, so Keller. „Indem sie sich gegenseitig helfen, helfen sie indirekt auch sich selbst“, sagte er.

„Evolutionär gesehen spart die Kolonie eine enorme Menge an Energie, wenn sie dafür sorgt, dass ihre Verletzten gesund bleiben, anstatt sie einfach wegzuwerfen und durch eine neue Arbeiterin zu ersetzen“, sagte er. Frühere Studien haben gezeigt, dass Ameisen, die ein oder sogar zwei Beine verloren haben, immer noch produktive Mitglieder ihrer Kolonie sein können und schon nach einem Tag wieder ihre normale Laufgeschwindigkeit erreichen - und oft für die gefährlichsten Aufgaben eingesetzt werden. Er fügte hinzu: „Selbst in Ameisengesellschaften hat das Individuum einen Wert.“

Wir testen zurzeit maschinelle Übersetzungen. Dieser Artikel wurde aus dem Englischen automatisiert ins Deutsche übersetzt.

Dieser Artikel war zuerst am 3. Juli 2024 in englischer Sprache bei der „Washingtonpost.com“ erschienen – im Zuge einer Kooperation steht er nun in Übersetzung auch den Lesern der IPPEN.MEDIA-Portale zur Verfügung.