So lustig! Diese Ameisenart verhält sich sehr geschickt, wenn sie leicht verletzt ist und lässt sich einfach von ihren Teamkollegen nach Hause tragen …

Wenn jemand unglücklicherweise verletzt oder krank wird, muss er sofort ins Krankenhaus, sich für die Triage anmelden und einen Arzt aufsuchen – das ist in der menschlichen Gesellschaft üblich. Aber Sie können sich vielleicht nicht vorstellen, dass Ameisen, die seit 150 Millionen Jahren auf der Erde existieren, überhaupt ein „kooperatives medizinisches System“ entwickelt haben!

Diese kleinen Kerle können ihren verletzten Kameraden eine Reihe von „medizinischen Diensten“ bieten, von der Wunddesinfektion bis zur Amputationschirurgie, von der Infektionsprävention und -kontrolle bis zur Präzisionspflege. Was ist los?

Ameisenrettung auf dem Schlachtfeld

Die Matabele-Ameise ( Megaponera analis ) der afrikanischen Savanne kann bis zu 25 mm lang werden. Es ist von Natur aus wild und ernährt sich hauptsächlich von Termiten.

Große Arbeiterameisen in der Matabele-Ameisenart. Bild aus dem Wiki

Wenn sie jedoch Termitennester angreifen, kommt es häufig zu einem Gegenangriff der Termiten. Manche Ameisen verlieren im Getümmel ihre Beine oder werden sogar von Termiten gebissen. Doch damit ist ihr Schicksal noch nicht zu Ende – denn ihre zuverlässigen Begleiter kommen ihnen schnell zu Hilfe.

Eine 2017 in Science Advances veröffentlichte Studie zeigte, dass Arbeiterameisen mit leichten Verletzungen, wie dem Verlust zweier Beine, Dimethyldisulfid (DMDS) und Dimethyltrisulfid (DMTS) absondern, um Rettungsverhalten zu aktivieren. Wenn seine Gefährten das Notsignal empfangen, tragen sie es zurück zum Nest. Nach der Rückkehr ins Nest werden die Verletzten innerhalb von 24 Stunden „behandelt“ und ihre Bewegungsgeschwindigkeit nähert sich nach der Genesung der normaler Arbeiterameisen an.

Experimente haben gezeigt, dass die Sterblichkeitsrate leicht verletzter Arbeiterameisen, die allein gelassen werden, 32 % erreichen kann, während die Sterblichkeitsrate geretteter und zum Nest zurückgebrachter Arbeiterameisen nahe 0 % liegt. Schwerer verletzte Arbeiterameisen (z. B. solche, die fünf Beine verloren haben) werden jedoch ausgesetzt. Mathematische Modelle haben gezeigt, dass das Rettungsverhalten der Matabele-Ameisen die Populationsgröße um 28,7 % erhöhen kann.

Interessanterweise tun Ameisen, die nur leicht verletzt sind, manchmal aktiv so, als wären sie krank. Wenn sich ihre Begleiter ihnen nähern, werden sie langsamer oder tun sogar so, als ob sie stürzen würden, wodurch der Eindruck entsteht, sie seien schwerer verletzt. Sobald ihre Gefährten sie jedoch verlassen, erlangen sie ihre Bewegungsfähigkeit schnell wieder zurück. Durch dieses Verhalten, bei dem man „Schwäche zeigt“, können die Chancen auf eine Rettung steigen.

Ameisen haben ihre eigenen Pharmafabriken

In einer 2023 in Nature Communications veröffentlichten Studie entdeckten Forscher, dass Matabele-Ameisen auch über ein komplexes „ Medikamentensystem “ verfügen, das in der Wundversorgung eingesetzt werden kann. Die Sekrete der Metapleuraldrüsen der Ameise enthalten 112 Verbindungen und 41 Proteine, von denen die Hälfte antimikrobielle und wundheilende Eigenschaften haben, wie beispielsweise die folgenden:

Kurzkettige Fettsäuren (wie Ameisensäure und Essigsäure): regulieren den pH-Wert der Wunde und hemmen Bakterien

Alkaloide: natürliche Antibiotika, die die Zellmembranen von Krankheitserregern zerstören

Lysozym: zerstört bakterielle Zellwände

Melanin-Vorläufer: fördert die Wundkoagulation

Darüber hinaus können diese „Ameisenärzte“ den epidermalen Kohlenwasserstoffgehalt (CHC) infizierter Personen analysieren, den Infektionsstatus verletzter Personen genau diagnostizieren und dann die von den Metathorakaldrüsen abgesonderten Proteine ​​und antibakteriellen Verbindungen für eine geeignete Behandlung mobilisieren, was sozusagen „das richtige Medikament für die richtige Krankheit“ ist.

Experimente haben gezeigt, dass bei einer Infektion eines Begleiters mit Pseudomonas aeruginosa bestimmte Veränderungen der chemischen Signale auf seiner Körperoberfläche auftreten, die den Begleiter zu verstärkter Fürsorge veranlassen. Diese vollständige medizinische Kette von der Prävention bis zur Behandlung hat die Überlebensrate infizierter Personen auf 90 % erhöht, was als sehr effektiv bezeichnet werden kann.

Mikro-CT-Scan, der die Lage der hinteren Brustdrüsen zeigt. Quelle: Referenz [3]

Wenn es nicht geheilt werden kann, können Sie es schneiden

Auf der anderen Seite des Ozeans haben Wissenschaftler bei der Florida-Ameise Camptonotus floridanus , die keine Metathorakaldrüse besitzt, ein noch erstaunlicheres medizinisches Verhalten entdeckt: Diese Ameisen können Amputationsoperationen durchführen .

Studien haben gezeigt, dass bei einer Arbeiterameise, deren Oberschenkelknochen verletzt ist, andere Arbeiterameisen wiederholt in den Oberschenkelknochen beißen und ihn drehen, bis das verletzte Bein amputiert werden muss. Die postoperative Überlebensrate beträgt dabei etwa 90 % . Darüber hinaus wählen die Camptostomes in Florida die Behandlungsmethoden je nach Art der Verletzung aus.

Trochanter, Femur, Tibia Lage Quelle: Wiki

Experimentelle Daten zeigen, dass Arbeiterameisen nach einer Oberschenkelverletzung in 76 % der Fälle von ihren Artgenossen amputiert werden, während bei Ameisen mit einer Schienbeinverletzung eine „konservative Behandlung“ angewendet wird, bei der die Wunde kontinuierlich geleckt wird . Interessanterweise stellten die Experimentatoren fest, dass die Überlebensrate der verletzten Ameisen durch die Amputation des Schienbeins tatsächlich deutlich von 75 % auf 15 % sank, als sie versuchten, die Ameisen nachzuahmen und Amputationen an Fällen mit Schienbeinverletzungen durchzuführen.

Schematische Darstellung des Hinterbeins des Florida-Ameisenbären Camponotus florida: A. 3D-Rekonstruktion des Hinterbeins, die weiße gestrichelte Linie stellt die Verletzungsstelle dar, die rote gestrichelte Linie stellt die Operationsstelle bei Ameise und Mensch dar; B. Abschnitt der Trochanter-Operationsstelle, C. Abschnitt der Femurverletzung; D. Abschnitt der Tibiaverletzung. Quelle: Referenz [4]

Nach einer CT-Untersuchung stellten die Forscher fest, dass die Fläche der Hämolymphkanäle im Schienbein der Ameise doppelt so groß ist wie im Oberschenkelknochen, was bedeutet, dass ein Schienbeintrauma schneller zu einer systemischen Infektion führen kann. Um dieser möglichen schnellen Infektion entgegenzuwirken, ist eine sofortige Amputation die sicherere Option.

Da die Amputationsoperation durch den „Chirurgen“ jedoch etwa 40 Minuten dauert und die Ausbreitung von Bakterien nicht wirksam verhindern kann, wird er sich für eine längere „Debridement-Operation“ entscheiden, um die Möglichkeit einer Infektion zu verringern. Diese Studie zeigt, dass Ameisen je nach Lage der Wunde die beste Behandlung auswählen können!

Tatsächlich können manche Insekten (einschließlich Ameisen) neben den oben erwähnten „medizinischen Eingriffen“ an Ameisen sogar „ Krankheiten vorbeugen “. Beispielsweise sind einige Ameisen- und Bienenarten in der Lage, antimikrobielle Wirkstoffe (wie etwa Gummi) aus der Umgebung aufzunehmen und in ihre Nester zu bringen. Einige Ameisen sind in der Lage, Desinfektionsmittel mit hohem Ameisensäuregehalt abzusondern und damit neue Nester zu desinfizieren. Termiten entfernen tote Mitglieder ihres Nestes, während Bienen durch Flügelschläge die Temperatur ihres Stocks erhöhen, wodurch temperaturempfindliche Krankheitserreger abgetötet werden (Sylvia 2019; Current Biology).

Ameisen haben keine eigenen Krankenhäuser oder medizinischen Fakultäten, aber nach einer langen Evolutionsphase verfügen sie dennoch über ein derart komplexes „medizinisches Verhalten“. Obwohl dies nicht einfach mit der menschlichen Medizin und Weisheit verglichen werden kann, kann uns all dies dennoch überraschen und unsere Neugier auf die Natur und die Evolution wecken.

Verweise

[1]Frank, ET, Schmitt, T., Hovestadt, T., Mitesser, O., Stiegler, J., Linsenmair, KE, 2017. Rettung der Verletzten: Rettungsverhalten der Termiten jagenden Ameise Megaponera analis. Wissenschaft Erw. 3, e1602187.

[2]Frank, ET, Wehrhahn, M., Linsenmair, KE, 2018. Wundbehandlung und selektive Hilfe bei einer Termiten jagenden Ameise. Proz. R. Soc. B. 285, 20172457.

[3] Frank, Erik. Nat Commun 14, 8446.

[4]Frank, Erik.T., Buffat, D., Liberti, J., Aibekova, L., Economo, EP, Keller, L., 2024. Wundabhängige Beinamputationen zur Bekämpfung von Infektionen in einer Ameisengesellschaft. Aktuelle Biologie 34, 3273-3278.e3.

[5]Sylvia Cremer, 2019. Soziale Immunität bei Insekten, Current Biology, Band 29, Ausgabe 11, Seiten R458-R463.

Planung und Produktion

Autor: Populärwissenschaftlicher Autor des Denovo-Teams

Rezension von Huang Chengming, Professor der Hainan-Universität

Planung – Ding Zong

Herausgeber: Ding Zong

Korrekturgelesen von Xu Lailinlin

Das Titelbild und die Bilder in diesem Artikel stammen aus der Copyright-Bibliothek

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