Immunabwehr im Sozialbau

12. Oktober 2010, 18:48
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Ameisen schlecken ihre kranken Nestgenossen ab, um das Ausbrechen von Epidemien zu verhindern - und werden mit einem Impfschutz belohnt

Wie das funktioniert, erforscht die Biologin Sylvia Cremer im neuen Laborgebäude des IST Austria in Maria Gugging.

Es mag an ihrer großen Zahl von mehreren Billiarden liegen oder an ihrem hochorganisierten Auftreten: Ameisen sind faszinierende Geschöpfe. Sie gehören – wie auch Bienen, Wespen und Termiten – zu den wenigen staatenbildenden Arten im Tierreich. "Soziale Insekten sind so spannend, weil sie in Gesellschaften leben, wie wir Menschen", sagt die Ameisenforscherin Sylvia Cremer. "Früher ging man davon aus, dass Ameisen aus reiner Selbstlosigkeit zugunsten der Königin auf eigene Nachkommen verzichten. Heute weiß man, dass auch Ameisengesellschaften aus einzelnen Individuen bestehen und kooperieren, um eigene Interessen zu verfolgen."

Wo es Eigeninteressen gibt, kommt es auch zu Konflikten. Wie diese ausgetragen werden und wie sie zu Kooperationen führen, das ist das Forschungsgebiet von Cremer. Dabei interessiert die deutsche Verhaltensbiologin besonders, wie es Kolonien von bis zu fünf Millionen Ameisen schaffen, den Ausbruch einer Epidemie zu verhindern, wenn eine Krankheit eingeschleppt wird. Denn Ameisengesellschaften bestehen aus eng verwandten Familienverbänden – was eine perfekt organisierte Arbeitsteilung ermöglicht, im Krankheitsfall aber fatal sein kann. "Wenn ein Tier die genetische Disposition hat, an einem bestimmten Keim zu erkranken, kann man davon ausgehen, dass alle Schwestern und Halbschwestern, mit denen sie bis zu 75 Prozent der Gene teilen, ebenso anfällig dafür sind", sagt Cremer.

Soziale Immunität

Dagegen haben Ameisen ein ausgeklügeltes System kollektiver Abwehrmaßnahmen entwickelt: Zusätzlich zum individuellen Immunsystem verfügen sie über soziale Immunität – ein Phänomen, dessen Mechanismen Cremer ganz genau ergründen will. So gehen Ameisen nicht auf Distanz mit kranken Artgenossen – wie es Menschen tun würden -, sondern schlecken sie ab, um mit ihrem Speichel die Krankheitserreger unschädlich zu machen, bevor sie ausbrechen und ganze Kolonien dahinraffen können. Dafür erhalten jene Ameisen, die befallene Tiere von Keimen befreien, einen Impfschutz und stecken sich daher nicht an, wie Cremer nachweisen konnte.

Für ihre Forschungsarbeit erhielt die 37-Jährige im Vorjahr vom Europäischen Forschungsrates einen der begehrten "Starting Grants" für exzellente Nachwuchsforschung. Ausgestattet mit 1,3 Millionen Euro für fünf Jahre, trat sie kürzlich als erste Frau eine Professur am Institute of Science and Technology (IST Austria) im niederösterreichischen Maria Gugging an. Dort wird heute, Mittwoch, eineinhalb Jahre nach Eröffnung des Campus am Gelände der ehemaligen Landesnervenklinik, das erste Laborgebäude eröffnet. Zugleich erfolgt der Spatenstich für ein zweites, das Mitte 2012 fertig sein soll. Vorerst werden in dem fertigen, rundum verglasten Gebäude, das nach dem Stifter Peter Bertalanffy benannt ist, sieben Arbeitsgruppen ihre Experimente aufnehmen.

"Wir sind gerade dabei, die Lieferungen der Geräte zu organisieren", sagt Cremer, die als eine der ersten Forscher die neuen Räumlichkeiten bezieht. Ab November sollen Labor und Team startbereit sein. Dann können auch rund 50 Ameisenkolonien zu je 5000 Tieren einziehen. Und zwar in Tupperschalen, die mit in Gips gegossenen Nestkammern ausgestattet sind. Dreimal die Woche gibt es Futter: tiefgekühlte Schaben und Honig. Mit Kleinkolonien aus bis zu 20 Ameisen, mit Farben markiert und teilweise mit Bakterien und Pilzsporen versehen, kann dann experimentiert werden.

Früherkennung

"Wir koppeln Verhaltensbeobachtungen mit Messungen von Immunparametern, wie Enzymen, und mit funktionellen Tests, in denen wir etwa Ameisenblut und Pilzsporen mischen und die Keimung untersuchen", schildert Cremer. "Erstmals werden wir auch eine Ebene tiefer gehen und molekularbiologische und chemische Untersuchungen durchführen."

So will Cremer herausfinden, wie die Immunabwehr im Detail funktioniert. Ungeklärt ist etwa, wie Ameisen Krankheitserreger sofort nach dem ersten Kontakt wahrnehmen können – und nicht erst, wenn die Krankheit nach der Inkubationszeit ausbricht. "Eine wichtige Rolle spielt die genetische Diversität der Kolonie", sagt Cremer. Studien hätten gezeigt, dass Inzuchtverbände das gleiche Putzverhalten zeigen, jedoch damit erst nach Ausbruch der Krankheit beginnen – ihnen also die Gabe der Früherkennung abhandengekommen ist.

Cremer möchte künftig auch mit den am IST vertretenen Evolutionsbiologen zusammenarbeiten: Szenarien über die langfristige Entwicklung von Krankheiten wären nicht nur nützlich für die Ameisenbekämpfung – auch menschliche Epidemien könnten besser verstanden werden. (Karin Krichmayr/DER STANDARD, Printausgabe, 13.10.2010)

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    Wenn eine Ameise anfällig für einen Krankheitserreger ist, sind es auch ihre nahen Verwandten. Da helfen nur kollektive Abwehrmaßnahmen.

  • Die Verhaltensbiologin Sylvia Cremer, Neuzugang im neuen Laborgebäude des IST.
    foto: standard/heribert corn

    Die Verhaltensbiologin Sylvia Cremer, Neuzugang im neuen Laborgebäude des IST.

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