Kamikaze unter Termiten

2. Juni 2016, 09:42
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Forscher haben das Geheimnis hinter der bizarren Verteidigungsstrategie einer südamerikanischen Termitenart gelüftet. Die Tiere sprengen sich selbst in die Luft und setzen dabei einen Kampfstoff frei

Prag – Es ist eine Art Paradies, man sollte unbedingt hinreisen, schwärmt Jan Šobotník. Die regionalen Klimadaten lassen gleichwohl nichts Gutes erahnen: Dauerhitze, rund 3000 Millimeter Niederschläge jährlich sowie eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit. Doch Šobotník ist Biologe, seine Begeisterung gilt vor allem Artenvielfalt und ökologischer Dynamik. Beide sind in den Regenwäldern Französisch-Guayanas reichlich vorhanden. Der Dschungel ist dort zudem in weiten Bereichen bestens geschützt, betont der Forscher. Auch eine Folge europäischer Richtlinien.

Normalerweise arbeitet Šobotník an der Tschechischen Agraruniversität in Prag. Er gilt als Experte für Termiten und deren Lebensweise. Französisch-Guayana beherbergt mehr als 100 verschiedene Spezies aus dieser Insektengruppe. Im Stoffhaushalt der Tropenwälder spielen sie eine eminent wichtige Rolle.

Termiten erschließen unterschiedliche Nahrungsquellen, erklärt Šobotník. Manche Spezies fressen solides, andere weitgehend verrottetes Holz, Laubstreu oder Humus. Der gesamte Zerfallsprozess eines Baums ist somit eingeschlossen. Einige Arten haben sich sogar in besonderer Weise spezialisiert und ernten Flechten oder züchten in ihren Bauten Schimmelpilze, von denen sie sich ernähren. Gewächshausgärtner im Kleinformat.

Konkurrenzdruck im Urwald

Neocapritermes taracua hingegen zeichnet sich nicht durch einen außergewöhnlichen Speiseplan aus. Die auch in Französisch-Guayana beheimatete Termitenspezies gehört zu den bodenlebenden Arten und verzehrt zersetztes organisches Material. Wahrscheinlich bildet der Holzgrundstoff Lignin die Basis ihrer Diät, meint Jan Šobotník. "Ihre Nester findet man auf der Erde, unter Falllaub oder toten Baumstämmen." So weit, so unspektakulär.

Auf dem Urwaldboden herrscht allerdings ein gewaltiger Konkurrenzdruck, wie Šobotník betont. Platz und Ressourcen sind meist Mangelware. Zur Schwärmzeit versuchen zahllose Jungköniginnen gleichzeitig, neue Kolonien zu gründen. Da bleiben Konflikte natürlich nicht aus. Kämpfe stehen bei Termiten auf der Tagesordnung – vor allem gegen räuberische Ameisen, aber eben auch gegen andere Termiten. Ein andauerndes evolutionäres Wettrüsten ist die Folge.

Viele Termitenspezies bringen spezialisierte Kämpferinnen zum Schutz ihrer Völker hervor. Diese Soldatinnen sind größer als die regulären Arbeiterinnen und verfügen über besonders kräftige Kiefer. Abgesehen davon kommen oft auch Chemiewaffen zum Einsatz. Labial- und Frontaldrüsen produzieren toxische Säfte, mit denen der Gegner vergiftet wird.

Manchmal sind den Gemischen polymerartige Substanzen zugesetzt. Sie härten an der Luft aus und verkleben so den Feind. Dem Einfallsreichtum der Natur scheinen kaum Grenzen gesetzt zu sein, doch die Defensivstrategie von Neocapritermes taracua stellt alles bisher Bekannte in den Schatten: Die südamerikanischen Krabbler schicken Kamikazes in den Kampf, ausgestattet mit explosiven Rucksäcken.

In einem N.-taracua-Volk sind nicht nur die Soldatinnen für die Verteidigung zuständig. Falls erforderlich, greifen auch die Arbeiterinnen in die Gefechte ein und beißen zu. In ihren Reihen marschieren zudem einige Seniorinnen mit seltsamen blau gefärbten Verdickungen am Körper. Gerät ein solches Exemplar bei den Auseinandersetzungen in Bedrängnis, platzt plötzlich der Körper auf und setzt eine klebrige, toxische Flüssigkeit frei, wie die Forscher in "Science" berichten. Die Termite hat sich selbst gesprengt. Ihre Gegner reißt sie meist mit in den Tod.

Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Šobotník und seinem belgischen Kollegen Thomas Bourguignon ist nun dem biochemischen Mechanismus hinter der bizarren Kampftechnik auf die Spur gekommen. Auch Experten des Wiener Instituts für Molekulare Pathologie (IMP) waren an den Studien beteiligt.

Die Wissenschafter untersuchten die Inhalte der Rückentaschen und Labialdrüsen der Kamikaze-Termiten. Letztere sind durchweg ältere Arbeiterinnen, die ihre angestammten Aufgaben vermutlich nicht mehr so effizient erfüllen können. Unter ihrer Außenhaut sammeln sich mit der Zeit blaue Kristalle eines kupferhaltigen Proteins, genannt BP76, an. Sie spielen die zentrale Rolle.

Den molekularen Analysen zufolge gehört BP76 zu den Laccasen, einer multifunktionellen Enzymgruppe, wie in "Molecular Biology and Evolution" berichtet. Laccasen sind bei Insekten unter anderem an Verdauungsprozessen, Immunreaktionen und der Härtung des Außenskeletts beteiligt, erklärt Šobotník. "Und sie haben dabei immer eine oxidierende Wirkung." BP76 ist an sich allerdings eine harmlose Substanz. Ihre Funktion ist offenbar die eines Katalysators für eine weitere chemische Reaktion: die Umwandlung von schwach giftigen Hydrochinonen in hochtoxische Benzochinone.

Selbstmordattacke

Hydrochinone werden in den Labialdrüsen von N. taracua gebildet. Diese liegen ebenfalls im Hinterleib, und zwar hinter den Rückentaschen, in denen das BP76 lagert. Wenn sich eine Suizidkämpferin selbst sprengt, platzt der gesamte Abdominalbereich auf. Proteinkristalle und Drüseninhalt vermischen sich und bilden zusammen mit der Hämolymphe, dem Blut der Termite, eine klebrige, reagierende Masse. Die entstehenden Benzochinone tun ihr Übriges.

Die eigentliche Sprengung löst der Kamikaze über seine interne Muskulatur aus. "Der Körper eines Insekts steht immer unter einem gewissen Druck", sagt Jan Šobotník. Wird dieser durch gezielte Muskelkontraktionen weiter erhöht, reißt das Außenskelett an einer vorbestimmten Schwachstelle auf und setzt die besagten Giftkomponenten frei. Die Termite entscheidet praktisch selbst, wann sie ihren Sprengsatz zündet. Ihr letztes Opfer für Volk und Königin. (Kurt de Swaaf, 2.6.2016)

  • Auf ins Gefecht: Eine Arbeiterin mit zwei bläulich gefärbten "Rucksäcken" – sie enthalten explosives Material.
    foto: ales bucek

    Auf ins Gefecht: Eine Arbeiterin mit zwei bläulich gefärbten "Rucksäcken" – sie enthalten explosives Material.

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