Die Ameise ist grösser als man denkt

Seit 70 Millionen Jahren bewohnen die Ameisen die Erde. AFP

Zwischen einer Ameise und einem Menschen gibt es mehr Ähnlichkeiten, als man sich vorstellen kann. Die Organisationsform dieser kleinen Lebewesen antizipiert in gewisser Weise gewisse soziale Prinzipien unserer Gesellschaft. swissinfo.ch traf den Evolutionsbiologen und Ameisenexperten Laurent Keller, der den renommierten Wissenschaftspreis Marcel Benoist 2015 erhalten hat.  

Vielleicht sollte man kurz innehalten, bevor man eine Ameise mit der Hand zerdrückt. Denn bei der Beobachtung von Ameisen können wir etwas über uns selbst lernen. Wir können bestimmte Verhaltensweisen und Interaktionsformen sehen. «In Bezug auf das Sozialverhalten gehen die Menschen auf dem gleichen Weg wie Ameisen», sagt Laurent KellerExterner Link, Direktor des Instituts für Ökologie und Evolution an der Universität Lausanne. 

Laurent Keller gewinnt den Marcel-Benoit-Preis 2015. Laurent Keller

Laurent Keller weiss, wovon er spricht. Seit 30 Jahren beobachtet er Ameisen – in der Natur und im Labor. Dabei wollte er als junger Mann eigentlich in die Primaten-Forschung. Doch nachdem er einen Vortrag über Ameisen gehört hatte, änderte er seine Ideen. «Ich war begeistert von der Evolution ihrer sozialen Organisation», hält Keller fest. Wir treffen ihn in seinem Büro an der Universität Lausanne.

Der Schweizer Forscher gehört zu den weltweit bekanntesten Myrmekologen (Ameisenkundlern) und publiziert in renommierten Fachzeitschriften. Eine Frage treibt ihn bis heute an: Wie ist es einem kleinen Wesen mit einem einfach gebauten Gehirn gelungen, sich sozial so an die Umgebung anzupassen, dass es praktisch auf der ganzen Welt lebt, von der Sahara bis zu den kältesten Gebieten?

70 Millionen Jahre

Im Reich der Tiere gehören Ameisen zu den ökologisch wichtigsten Organismen. 12‘000 Arten konnten identifiziert werden. Sie tragen laut Keller zu einer Verbesserung der Bodenqualität bei, erleichtern die Verbreitung von Saatgut und beseitigen Parasiten und tote Organismen. Ihr Gesamtgewicht erreicht rund 10 Prozent der Biomasse aller Lebewesen auf der Erde. «Nur der Mensch hat eine vergleichbare Biomasse», erklärt Keller.

Der Schlüssel zum Erfolgsmodell der Ameisen liegt in der Zusammenarbeit. «Ameisen ist es gelungen, ihre Umwelt zu verändern, indem sie komplexe Nester auf dem Erdboden oder auf Bäumen bauen. Dank eines Arbeitsteilungsmodells können sie die Produktivität der Gruppe erhöhen. Zudem haben sie Ansätze entwickelt, die Konflikte zu reduzieren und die Verbreitung von Parasiten innerhalb der eigenen Reihen einzuschränken», erklärt Keller. «Es gibt sogar ‹Ameisen-Polizisten›, die asoziale Ameisen beseitigen, die für das Funktionieren des Gesamtapparats schädlich sind. Beispielsweise, weil sie sich zu egoistisch verhalten.»

Es handelt sich gemäss Laurent Keller um Verhaltensweisen, die auch bei der menschlichen Spezies anzutreffen sind. «Wir Menschen haben unsere Umwelt geformt, etwa Städte gebaut, die uns vor der Natur und Raubtieren schützen. Die Arbeitsteilung erlaubt Spezialisierungen, die unsere Produktivität gesteigert haben.»

Es gibt viele und teils überraschende Analogien im Verhalten von Ameisen und Menschen. Dabei ist nur schwer vorstellbar, dass einige der grössten Erfindungen der Menschheit von diesen kleinen, nur wenige Millimeter grossen Wesen vor langer Zeit gemacht wurden – vor rund 70 Millionen Jahren.

Auch Ameisen halten ihre «Kühe»

Die Ameisenkolonien zählen bis zu 5 Millionen Mitglieder. «Um die Ernährung zu sichern, haben die Ameisen auch Landwirtschaft und Viehzucht erfunden», erzählt Laurent Keller. Einige Arten bauen Pilze an und kontrollieren deren Wachstum mit Enzymen. Sie halten sich Blattläuse, die von Baum zu Baum versetzt werden. Die Ameisen ernähren sich von deren Honigtau, einem süssen Saft reich an Aminosäuren. Im Notfall verzehren sie die Blattläuse. «Genau wie die Menschen mit den Kühen: Sie trinken ihre Milch und essen das Fleisch», sagt Ameisenforscher Keller.

Auch die Art der Kommunikation sowie die Vorgehensweise bei der Nahrungssuche stellen für Wissenschaftler eine Inspirationsquelle dar. «Es gibt Informatik-Programme, welche auf Grundlage der Verhaltensweise von Ameisen entstanden sind. Diese Programme können ‹Probleme eines Handlungsreisenden› lösen, das heisst den schnellsten Parcours eruieren, um an eine Reihe unterschiedlicher Ziele zu kommen», sagt Laurent Keller.

Laurent Keller

Der Schweizer Biologe Laurent Keller (*1961) stammt aus dem Kanton Aargau. 1989 hat er in Biologie an der Universität Lausanne promoviert. Er ist Experte für Evolutionsbiologie und Prinzipien der natürlichen Selektion. In seinen Forschungen hat er sich auf die Analyse der sozialen Organisation lebendiger Lebewesen spezialisiert, insbesondere auf Ameisen.

1996 wurde er an der Universität Lausanne zum Professor am Institut für Ökologie ernannt, dessen Leitung er 1998 übernahm. Er ist Mitglied von etlichen wissenschaftlichen Gremien im In- und Ausland sowie Mitherausgeber diverser Fachmagazine.

Bereits 1990 erhielt er den Brunner-Preis für die beste naturwissenschaftliche Dissertation an der Universität Lausanne. Im Jahr 2000 wurde er mit dem Nationalen Latsis-Preis für besondere wissenschaftliche Leistungen geehrt. 2010 erhielt er einen Forschungspreis des Europarats und 2015 den Marcel-Benoist-Preis (Verleihung am 26.Oktober). 

Die Langlebigkeit dieser kleinen Lebewesen gehört für den Evolutionsbiologen der Universität Lausanne zu den besonders interessanten Aspekten bei der Erforschung der Ameisen. Einige Arten können ein Alter von 30 Jahren erreichen. «Das ist 100 Mal älter als das mittlere Alter von Insekten!», betont Keller.

Die Königinnen werden von den einfachen Arbeitstieren geschützt. Daher ist das Risiko für sie wesentlich geringer, angegriffen zu werden. Dieses geschützte Leben hat es erlaubt, Mechanismen aufzubauen, die den Alterungsprozess verlangsamen. Gemäss Laurent Keller «handelt es sich um ein gutes Modell, das hilft, den Alterungsprozess von Menschen zu verstehen».

Der 54-jährige, fantasiereiche und etwas exzentrische Biologe – und dies gilt nicht nur für sein leuchtend-grünes Hemd! – wollte mit seinen Untersuchungen auch die Grenzen der Biologie sprengen. In Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne hat er etwa Computerprogramme untersucht, die auf dem Verhalten von Ameisen beruhen. «Wir konnten feststellen, dass auch in den Robotern die Prinzipien einer natürlichen Selektion aktiv sind. Gemeinsam sind diese Computer wesentlich leistungsstärker als bei einer je einzelnen Betriebsweise», hält er fest.

Facebook der Ameisen

Lauren Keller hat als erster Forscher das Erbgut der Roten Feuerameise (Solenopsis invicta) entschlüsselt. «Wir konnten ein ’soziales Chromosom› entdecken, das Aufschluss darüber gab, warum einige Ameisenstaaten nur eine Königin haben, während andere über mehrere Königinnen verfügen.» Diese Entdeckung könnte seiner Meinung nach sehr hilfreich sein im Kampf gegen die in grossen Kolonien lebenden Tierchen, die enorme Schäden an den landwirtschaftlichen Kulturen in den USA, Australien und in China verursachen.     

Laurent Keller konzentriert seine Forschungsarbeiten – neben Studien zur Langlebigkeit dieser Tiere – auf die Arbeitsteilung in den Kolonien. So hat ein Scanner 41 Tage lang aufgezeichnet, wie die Interaktion in einer Kolonie erfolgt, das heisst wie, wo und wann etwas gemacht wird. «Es ist eine Art Facebook der Ameisen», sagt Keller,

Die ersten Ergebnisse dieser Forschungen wurden 2013 in ScienceExterner Link publiziert. Es konnte nachgewiesen werden, dass sich die Aufgaben der Ameisen im Verlaufe der Zeit entwickeln. «Die jüngsten Ameisen kümmern sich um die Eier, die von der Königin deponiert worden, die ältesten kümmern sich um die Sauberkeit im Nest und um die Nahrungsmittelbeschaffung», erzählt der Ameisenforscher. Man müsse nun herausfinden, wie und warum die Abläufe so seien, wie sie festgestellt wurden.

Laurent Keller ist überzeugt, dass die Ameisen ein ideales Modell darstellen, um die Evolution von Leben in eine Gesellschaft nachzuvollziehen. «Wenn wir nicht in ein obskures Stadium der Wissenschaft zurückfallen wollen, ist es notwendig, den Evolutionsprozess im Detail zu kennen. Das gilt für die Ameisen genauso wie für die Menschen.»   

Der Marcel-Benoist-Preis

Der Preis wird jährlich von der Marcel-Benoist-StiftungExterner Link an in der Schweiz etablierte Wissenschaftler vergeben. Gemäss dem Testament von Stiftungsgründer Marcelo Benoist (1864–1918), einem reichen französischen Anwalt, der in Lausanne lebte, soll der Preis an denjenigen Wissenschaftler gehen, «der während des Jahres die nützlichste wissenschaftliche Erfindung, Entdeckung oder Studie gemacht hat, die insbesondere für das menschliche Leben von Bedeutung ist».

Der Marcel Benoist-Preis wird als «Schweizer Nobelpreis» betrachtet und seit 1920 vergeben. Er ist somit der älteste Wissenschaftspreis der Eidgenossenschaft. Das Preisgeld wird jedes Jahr neu festgesetzt (50‘000 Franken im Jahr 2015).

Einige Marcel-Benoist-Preisträger haben auch einen Nobelpreis erhalten, etwas Paul Karrer (Nobelpreis für Chemie 1937), Niels Kaj Jerne (Nobelpreis für Medizin 1984) und Kurt Wüthrich (Nobelpreis für Chemie 2002).  

(Übertragung aus dem Italienischen: Gerhard Lob)