Termiten schützen ihre Nester durch spezielle Wächter vor angriffslustigen Ameisen und anderen Feinden. Zu den wichtigsten „Waffen“ dieser Termitensoldaten gehören bei den Nasutitermitinae ein großer Kopf und hornförmige Stirnzapfen. Mit dieser „Stirnkanone“ sprühen sie eine stinkende, klebrige Substanz auf die angreifenden Gegner. Japanische Forscher haben nun erstmals gezeigt, dass die Tiere einen hohen Preis für diese Verteidigungsstrategie bezahlen: Sie verlieren einen Teil ihrer Mundwerkzeuge.
Im Millionen Tiere umfassenden Termitenstaat herrscht klare Arbeitsteilung: Königin und König produzieren Nachwuchs, Arbeiter übernehmen die Brutpflege und Nahrungssuche, gut „bewaffnete“ Soldaten verteidigen das Nest. Für die Bildung der Soldaten sorgen so genannte Juvenilhormone. Sie lösen zwei Häutungsprozesse aus, bei denen sich dramatische morphologische Veränderungen abspielen. Kopf, Stirnzapfen und die Drüsen, die das Abwehrsekret herstellen, vergrößern sich, andere Organe werden verkleinert. Die Mechanismen, die dazu führen, waren jedoch bisher nur teilweise bekannt.
Soldatenbildung künstlich ausgelöst
Kouhei Toga von der University of Toyama und seine Kollegen sammelten Nester der Termitenart Nasutitermes takasagoensis auf den Yaeyama-Inseln in Japan. Mit Hilfe des Juvenilhormons lösten sie die Umwandlung der Vorsoldaten zu Soldaten künstlich aus. Die Wissenschaftler beobachteten dabei die Form und die Struktur der rechten Mundwerkzeuge und analysierten das Geschehen auch auf zellulärer Ebene. Denn damit aus Arbeitern Soldaten mit solchen Wehrorganen werden können, müssen sich die normalen Mundwerkzeuge der Tiere dramatisch zurückbilden.
Zellselbstmord lässt Mundwerkezuge schrumpfen
Die Forscher konnten genau nachvollziehen, wie einige Kieferstrukturen im Laufe der Entwicklung zum Soldaten verloren gingen und andere kleiner wurden. Bekannt war, dass sich diese Umwandlung in zwei Schritten erst zum Vorsoldaten und dann zum fertigen Wächter vollzieht. Erst jetzt aber stellten die Forscher fest, dass ein Selbstmord ganzer Zellgruppen diesen Prozess in Gang bringt. Diese sogenannte Apoptose bewirkt eine Selbstzerstörung spezifischer Zellen im Kiefer und erreicht damit die Rückbildung der Mundwerkzeuge.
„Das wichtigste Ergebnis war der Nachweis des programmierten Zelltods in den sich rückbildenden Mandibeln der Vorsoldaten“, schreiben die Forscher. Der programmierte Zelltod mache die soziale Kastendifferenzierung bei den Termiten im Endeffekt erst möglich, sagen Toga und seine Kollegen. Der Zellselbstmord sei ein Regulierungsmechanismus, der dafür sorge, dass die Kosten für die Wehrorgane an anderer Stelle eingespart würden. (Naturwissenschaften, 2011; DOI 10.1007/s00114-011-0825-9)
(Springer science and business media / dapd, 08.08.2011 – NPO)
