Studie zeigt, wie Blattschneiderameisen die Größe von Blattportionen messen

Sie sind vielleicht nicht in der Lage, hohe Gebäude mit einem einzigen Satz zu überspringen, aber Blattschneideameisen sind Insekten-Superhelden, die in der Lage sind, Blattstücke bis zum Sechsfachen ihrer Körpermasse zu tragen, um in ihren Höhlen Pilze zu züchten. Doch wie bestimmen die charismatischen Kreaturen die Größe der Fragmente, die sie mit ihren Mandibeln schnitzen?

Benutzen sie ihren Körper als einfaches Lineal oder nutzen sie Informationen über die Position ihres Körpers, um anzupassen, wie weit sie schneiden, indem sie sich an die Dicke eines Blattes anpassen, während sie es zerstückeln?

Flavio Roces von der Universität Würzburg wusste, dass die Insekten die Flugbahn eines Schnitts verändern, wenn sie Parafilm unterschiedlicher Dicke formen, und beschloss herauszufinden, wie die Ameisen die Größe der von ihnen geschnittenen Portionen steuern. Er und seine Kolleginnen Daniela Römer und Rebecca Exl (ebenfalls von der Universität Würzburg) haben ihre Entdeckung in veröffentlicht Zeitschrift für Experimentelle Biologie dass jede Ameise die Position der Blattkante im Auge behält, indem sie sie mit ihren Hinterbeinen festhält und dabei ihren Körper dreht, während sie trimmt, um perfekte Blattteile abzuschneiden.

Die Forscher mussten zunächst verstehen, wie die Insekten normale Blattfragmente herausschneiden. Exl stellte künstliche Blätter aus Parafilm her – eine Schicht für dünne Blätter (0,13 mm), drei für dicke Blätter (0,38 mm), rieb sie mit zerkleinerten Brombeerblättern oder Rosenöl ein, um sie für die Ameisen attraktiver zu machen, und installierte sie im Futterbereich einer laborbasierten Ameisenkolonie Atta sexdens. Sobald eine Ameise an Bord kletterte, holte Exl das Pseudoblatt und positionierte es vor einer Kamera, um die Manöver der Ameise aufzuzeichnen.

Zunächst lag die Ameise am Rand des Blattes, wobei das Hinter- und Mittelbein auf der dem Rand am nächsten liegenden Seite den Parafilm umklammerte. Dann schnippte es nach oben, drehte seinen Körper allmählich, bis er sich aufrichtete, während es in einem Bogen schnitt, und befestigte das zweite Hinterbein, als sein Körper fast senkrecht war.

Während die Ameise weiter schnitt, drehte sie sich weiter und löste schließlich das erste Hinterbein vom Blattrand, während sie sich mit dem zweiten Hinterbein immer noch festhielt, bis sie das Stück abtrennte, indem sie den Blattrand durchschnitt, nachdem sie den Körper um 180 Grad gedreht hatte. Und als Exl die Haltung der Ameisen verglich, während sie durch dicke und dünne Blätter schnitten, stellte sie fest, dass sie ihre Technik anpassten und ihre Beine beugten, um ihre Reichweite zum Schneiden kleinerer elliptisch geformter Fragmente zu verringern, wenn sie mit dicken Blättern versehen waren.

Wie kontrollierten die Ameisen also die Größe der Fragmente, die sie einschnitten? Könnte das Wissen über die Position ihrer Hinterbeine, die die Blattkante greifen, ihre Schnittbahn beeinflussen? Dieses Mal wartete Exl, bis jede Ameise die Hälfte des Schnitts hinter sich hatte, bevor sie vorsichtig ein Stück Papier zwischen die Ameise und das gefälschte Blatt schob, um den Griff zu lösen, während sie weiter schnitt.

Ohne die Position ihrer Beine relativ zum Blattrand zu kennen, schneiden einige Ameisen kleinere elliptische Stücke ab. Sie nutzten die Informationen, die ihre Hinterbeine beim Greifen der Blattkante lieferten, um die Flugbahn ihres Schnitts zu steuern. Einige Ameisen waren jedoch immer noch in der Lage, ähnlich große Fragmente zu schneiden. Benutzten sie andere sensorische Informationen, um ihre Flugbahn zu bestimmen? Könnten Haare an der Vorderseite des Halses, die die Position des Kopfes erkennen, zu ihrem Schnittrichtungssinn beitragen?

Exl rasierte diese Haare vorsichtig ab und erlaubte den Ameisen, ein Parafilmblatt zu schneiden, während sie die Gliedmaßen des Insekts vorsichtig mit dem Papierschutz vom Rand lösten. Diesmal verloren die Ameisen völlig den Überblick über die Richtung und produzierten zufällig geformte Fragmente, die überhaupt nichts mit den Ellipsen zu tun hatten Stücke, die sie zuvor geschnitten hatten.

Dies bedeutet, dass blattschneidende Ameisen auf die Kenntnis der Position der Blattkante, die durch ihre Beine bereitgestellt wird, und der Position ihres Kopfes angewiesen sind, um sie auf der Kurve zu halten und sicherzustellen, dass sie niemals Fragmente herausschneiden, die ihre außergewöhnliche Stärke überschreiten.