Ameisen erriechen die Umwelt in Stereo

10. März 2010, 14:17
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Tunesische Wüstenameisen sind Meister der Navigation: Sie nutzen ihre Antennen auch, um sich anhand von Düften zu orientieren

Jena - Ameisen können mit ihren beiden Antennen "Stereoriechen", was ihre Fähigkeit zur Navigation deutlich verbessern dürfte. Das berichten die Biologen Kathrin Steck, Markus Knaden und Bill Hansson vom Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie in der Zeitschrift "Animal Behaviour". Bei Experimenten in der tunesischen Salzwüste konnten sie zeigen, dass sich Wüstenameisen an komplexen Mustern von Gerüchen orientieren, um ihr Nest zu finden.

Durftichtung kann bestimmt werden

Die Wüstenameise Cataglyphis fortis hat die Fachwelt bereits durch ihre beeindruckende visuelle Orientierung erstaunt. Seit einiger Zeit schon weiß man, dass sie die Sonne als Kompass verwendet und neben visuellen Landmarken auch eine Art Schrittzähler besitzt, um nach der Nahrungssuche ihr zwei Zentimeter kleines Loch im Wüstenboden wieder zu finden. "Bei den täglichen Strecken bewegt sie sich bis zu 120 Meter weit vom Nest weg - was für ein gerade mal 1,5 Zentimeter großes Tier eine gigantische Strecke ist", betont Knaden.

Nun konnten die Forscher vor Ort in Tunesien zeigen, dass die Ameisen auch ihr Riechorgan benutzen, um ihr Nest zielgenau anzusteuern. Dabei assoziieren die Ameisen nicht nur einen Duft mit ihrem Nest, sie können - ähnlich einer Duftlandkarte - auch Muster von mehreren Düften wiedererkennen. "Sie verwenden diese Düfte wie Landmarken, an denen man sich orientiert. Dabei helfen ihnen die beiden Antennen", berichtet Knaden.

In einem Schlüsselexperiment haben die Forscher am Nesteingang vier Duftpunkte gesetzt und die Tiere darauf trainiert. "Wurden diese Duftpunkte in derselben Anordnung vom Nest weg und woanders hin verschoben, steuerten die Tiere die Duftpunkte erneut an, obwohl sich das Nest dort gar nicht befand", schildert Kaden. "Vertauschten wir aber die vier Duftpunkte in ihrer Position zueinander, waren die Tiere verwirrt." Wenn das Riechen auch nicht dreidimensional im engeren Sinne sei, könnten die Ameisen mithilfe ihrer Antennen doch feststellen, auf welcher Seite sich welche Duftquelle befindet.

Wozu zwei Nasenlöcher gut sind

Ameisen sind für diese Art von Forschung die idealen Probanden. "Sie sind immer hungrig, da sie das Futter nicht für sich selbst suchen, sondern für ihren Nachwuchs. Nach jeder Nahrungsaufnahme laufen sie wieder ins Nest zurück, was ihr Verhalten sehr gut vorhersagbar macht", erklärt der Jenaer Wissenschafter. Das Stereoriechen dürfte jedoch in der Tierwelt weit verbreitet sein, schätzt Knaden. "Der konkrete Nachweis dazu gelang zuvor erst bei Ratten."

Doch auch Menschen können Stereoriechen, wie eine 2006 in "Nature Neuroscience" veröffentlichte Studie der Universität Berkeley gezeigt hat. Menschen können eine Schokoladen-Duftspur viel schlechter verfolgen, wenn sie ein Nasenloch zuhalten oder wenn beide Nasenlöcher mit derselben Luft beströmt werden. Diese Fähigkeit sieht Knaden als Relikt aus früheren Zeiten. "Die Nasenlöcher etwa von Affen sind viel weiter voneinander entfernt als beim Menschen, bei dem sie schon sehr zusammengewachsen sind." Dass der Mensch im weiteren Evolutionsverlauf nur mehr ein Nasenloch besitzen wird, sei aber nicht anzunehmen.

Ameisengehirn als Vorbild für Roboter

Die Forschung erweitert laut Knaden das Verständnis dafür, wie Tiere in extremen Umweltbedingungen überleben. Doch auch die Technik könnte profitieren. "Ameisen haben ein winziges Gehirn, das nur zu begrenzten Rechenleistungen fähig ist. Wie man mit diesen wenigen Ressourcen derart gute Ergebnisse liefert, ist speziell für die Robotik interessant." Selbststeuernde Systeme würden sich bisher fast ausschließlich nach visuellen oder akustischen Merkmalen orientieren: "Etwa für den Einsatz in Gefahrenzonen könnte es sinnvoll sein, mehr als nur einzelne Duftmarken anpeilen zu können."
 (pte/red)

  • Geruchswahrnehmung in Stereo ermöglicht der Ameise, zur Navigation nicht nur einzelne Duftquellen zu nutzen, sondern Konzentrationsänderungen verschiedener Düfte mit einzubeziehen. Das Bild symbolisiert vier voneinander getrennte Quellen, aus denen unterschiedliche Duftmoleküle entweichen, die das Tier mit seinen Antennen erkennt.
    fotomontage: markus knaden, mpi chemische ökologie

    Geruchswahrnehmung in Stereo ermöglicht der Ameise, zur Navigation nicht nur einzelne Duftquellen zu nutzen, sondern Konzentrationsänderungen verschiedener Düfte mit einzubeziehen. Das Bild symbolisiert vier voneinander getrennte Quellen, aus denen unterschiedliche Duftmoleküle entweichen, die das Tier mit seinen Antennen erkennt.

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