Wissenschaftler entdecken neue ausgestorbene Ameisenarten, die in Bernstein eingeschlossen sind

Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat eine bisher unbekannte ausgestorbene Ameisenart entdeckt, die in einem einzigartigen Stück Bernstein aus Afrika eingeschlossen ist. An der Röntgenlichtquelle PETRA III am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg haben die Forscher der Friedrich-Schiller-Universität Jena, der Universität Rennes in Frankreich, der Universität Danzig in Polen sowie des Helmholtz-Zentrum Hereon in Geesthacht, Deutschland, hatte die kritischen fossilen Überreste von 13 einzelnen Tieren im Bernstein untersucht und festgestellt, dass sie keiner bisher bekannten Art zugeordnet werden konnten.

Der der neuen Art und Gattung gegebene Name lautet †Desyopone hereon gen. et sp. Nov. Damit würdigen die Wissenschaftler die beiden beteiligten Forschungseinrichtungen DESY und Hereon, die mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren maßgeblich zu diesem Fund beigetragen haben. Letztlich war die Identifizierung der neuen Art und Gattung nur durch die Kombination umfangreicher Phänotypdaten aus Scans und neueren Erkenntnissen aus Genomanalysen lebender Ameisen möglich. Das Team berichtet über seine Entdeckung im Forschungsjournal Insekten.

Ponerinae statt Aneuretinae

Erste anatomische Vergleiche führten die Wissenschaftler zu der Hypothese, dass es sich bei den Tieren um eine Art Aneuretinae handelt, eine fast ausgestorbene Unterfamilie der Ameisen, die bisher nur durch Fossilien und durch eine einzige lebende Art aus Sri Lanka bekannt ist. Aber sie revidierten diese Identifizierung dank der hochauflösenden Bilder, die durch Synchrotron-Mikro-Computertomographie gewonnen wurden.

„Das komplexe Taillensegment und die großen, aber rudimentären Mandibeln – die Mundwerkzeuge – kennen wir eher von den Ponerinae, einer dominierenden Gruppe von Raubameisen“, sagt Brendon Boudinot, der derzeit als Humboldt-Forschungsstipendiat an der Universität Jena arbeitet . „Aus diesem Grund haben wir die neue Art und Gattung dieser Unterfamilie zugeordnet, obwohl sie ein einzigartiges Aussehen hat, da die lange Taille und der ansonsten nicht eingeschnürte Hinterleib eher an die Aneuretinae erinnern.“

Die vorliegenden Forschungsergebnisse tragen auch dazu bei, männliche Ameisen stärker in den Fokus der Evolutionsforschung zu rücken. „Weil sie im Vergleich zu den Arbeiterameisen, die allesamt Weibchen sind, eine so andere Körperform haben, hat die Forschung sie lange vernachlässigt. Denn Männchen werden einfach zu oft übersehen, weil sie nicht richtig eingeordnet werden können“, sagt Ameisenexpertin Boudinot. „Unsere Ergebnisse aktualisieren nicht nur die Literatur zur Identifizierung männlicher Ameisen, sondern zeigen auch, dass wir durch das Verständnis männlicher Merkmale wie der geschlechtsspezifischen Form des Unterkiefers mehr über die Evolutionsmuster weiblicher Ameisen erfahren können.“

Denn in der vorliegenden Studie haben die Forscher ein grundlegendes Muster identifiziert, das bei allen Ameisen vorkommt, nämlich dass männliche und weibliche Mandibeln bei den meisten Arten dem gleichen Entwicklungsmuster folgen, auch wenn sie sehr unterschiedlich aussehen.

Einzigartiger Bernstein

Auch die Datierung des Fundes stellte die Wissenschaftler vor einige Herausforderungen, da der Bernstein selbst so einzigartig ist wie die darin enthaltenen Organismen. „Das Stück mit diesen Ameisen stammt aus der bislang einzigen Bernstein-Lagerstätte Afrikas, die fossile Organismen in Einschlüssen aufweist. Insgesamt gibt es nur wenige fossile Insekten von diesem Kontinent. Dabei wird Bernstein von den Einheimischen in der Region seit langem als Schmuck verwendet , seine wissenschaftliche Bedeutung ist den Forschern erst in den letzten 10 Jahren klar geworden“, erklärt Vincent Perrichot von der Universität Rennes.

„Das Exemplar bietet damit einen derzeit einzigartigen Einblick in ein uraltes Waldökosystem in Afrika.“ Es stammt aus dem frühen Miozän und ist 16 bis 23 Millionen Jahre alt, sagt Perrichot. Seine komplizierte Datierung war nur indirekt möglich, indem das Alter der im Bernstein eingeschlossenen fossilen Palynomorphen – der Sporen und Pollen – bestimmt wurde.

Moderne Methoden für den Blick in die ferne Vergangenheit

Solche Forschungsergebnisse sind nur durch den Einsatz modernster Technik möglich. Da das Erbgut von Fossilien nicht analysiert werden kann, sind genaue Daten und Beobachtungen zur Morphologie von Tieren besonders wichtig. Umfangreiche Daten lassen sich mit hochauflösenden bildgebenden Verfahren wie der Mikro-Computertomographie (CT) gewinnen, bei der mit Röntgenstrahlen durch alle Schichten der Probe hindurchgeschaut wird.

„Da die zu untersuchenden in Bernstein eingeschlossenen Ameisen sehr klein sind und im klassischen CT nur einen sehr schwachen Kontrast zeigen, haben wir die CT an unserer auf solche Mikrotomographie spezialisierten Messstation durchgeführt“, erklärt Jörg Hammel vom Helmholtz-Zentrum Hierauf. „Dies lieferte den Forschern einen Stapel von Bildern, die im Grunde die Probe zeigten, die Scheibe für Scheibe untersucht wurde.“

Zusammengesetzt ergaben diese detaillierte dreidimensionale Bilder der inneren Struktur der Tiere, anhand derer die Forscher die Anatomie präzise rekonstruieren konnten. Nur so konnten die Details genau identifiziert werden, die letztlich zur Bestimmung der neuen Art und Gattung führten.

Zur Verfügung gestellt von der Friedrich-Schiller-Universität Jena