Ameisen als „Geheimwaffe“ im Klimawandel

Ameisen als „Geheimwaffe“ im Klimawandel
Wenn Ameisen auf ihren sechs Beinen über einen Baum huschen, hinterlässt jedes der Tiere unwissentlich antibiotische Mikroorganismen, die von seinen Füßen abgesondert werden. Diese Spur, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind, schützt den Baum auf bemerkenswerte Weise vor Krankheitserregern und Schädlingen. Das macht Ameisen in den Augen von Ida Cecilie Jensen zu einer Legion ungewöhnlicher „Krieger“ – eine Truppe, die Menschen in Betracht ziehen sollten, um in einer sich erwärmenden Welt Lebensmittel anzubauen. „Ameisen sind ein Schweizer Taschenmesser“, sagt Jensen, Biologin an der Universität Aarhus in Dänemark. Sie erforscht die symbiotische Beziehung zwischen Ameisen und Landwirtschaft. „Eine Art Multifunktionswerkzeug für Landwirte.“
Mit schätzungsweise 20 Billiarden Ameisen auf der Erde zu jeder Zeit sind die Insekten fast überall auf dem Planeten zu finden. Sie gehören auch zu den Arten, mit denen Menschen, denen sie zahlenmäßig mindestens 2,5 Millionen zu eins überlegen sind, am meisten gemeinsam haben. Ameisen verfügen über eine außergewöhnliche kollektive Intelligenz, ihre Kolonien weben robuste Gemeinschaftsnetzwerke und teilen die Arbeit auf. Die sozialen Insekten führen sogar Kriege gegeneinander und bauen komplexe landwirtschaftliche Systeme auf.
Ameisen haben viele Probleme mit uns gemeinsam – aber schon einige gelöst
Ameisen haben auch „so viele der gleichen Probleme und Herausforderungen wie wir“, sagte Jensen. „Zum Glück haben sie bereits viele großartige Lösungen gefunden.“ Eine dieser Herausforderungen besteht darin, Lebensmittel anzubauen und gleichzeitig mit den Folgen des Klimawandels fertig zu werden – wie dem Zustrom sich ausbreitender Pflanzenpathogene, die durch die Erwärmung verursacht werden.
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Pflanzenkrankheiten kosten die Weltwirtschaft jedes Jahr Hunderte Milliarden Dollar, wobei zwischen 20 und 40 Prozent der weltweiten Ernteerträge durch Pflanzenkrankheiten und Schädlinge verloren gehen. Der Klimawandel erhöht das Ausbruchsrisiko, indem er die Entwicklung von Krankheitserregern verändert, die Entstehung neuer Stämme begünstigt und Pflanzen anfälliger für Infektionen macht. Die meisten Landwirte und Züchter setzen zunehmend auf chemische Pestizide, um diese neu auftretenden Probleme zu bekämpfen, aber der weit verbreitete Einsatz solcher Substanzen hat seine eigenen Probleme geschaffen. Synthetische Pestizide können für Menschen und Tiere schädlich sein und verlieren ihre Wirksamkeit, wenn Krankheitserreger eine Resistenz gegen sie entwickeln. Die Herstellung und Verwendung synthetischer Pestizide trägt auch zum Klimawandel bei, da einige aus fossilen Brennstoffen gewonnen werden, die die Erde erwärmen.
Ameisen als Ersatz für Pestizide
Anstelle von Chemikalien könnte eine Armee von Ameisen zum Einsatz kommen. Obwohl die meisten Menschen die kleinen Insekten kaum mehr als ein Ärgernis betrachten, werden in Obstgärten in einer Handvoll Länder Kolonien von ihnen eingesetzt, um die Ausbreitung von verheerendem Befall und Krankheiten zu verhindern.
In einer Reihe kürzlich veröffentlichter und noch ausstehender Forschungsarbeiten untersuchte Jensen die antimikrobiellen Wirkungen von Waldameisen, einer europäischen Feldameise, die dafür bekannt ist, kuppelförmige Nester auf Feldern und in offenen Wäldern zu bauen, und Weberameisen, die in kugelförmigen Nestern in den Baumkronen tropischer Bäume in Asien, Afrika und Australien leben. Ihr Team untersuchte, wie die Mikroben die Apfelbraunfäule und den Apfelschorf in zwei Obstgärten in Dänemark – einem kommerziellen und einem experimentellen – beeinflussten, und stellte fest, dass Waldameisen Apfelschorf, der zu erheblichen Ernteeinbußen führen kann, effektiv um durchschnittlich 61 Prozent reduzieren. Die Wissenschaftler stellten außerdem fest, dass sich die Anzahl der krankheitsfreien Äpfel im Vergleich zu der Zeit, in der keine Ameisen als alternatives biologisches Pestizid eingesetzt wurden, mehr als verdoppelt hat. Für ein weiteres Experiment im Senegal sammelten sie Weberameisen aus Mangoplantagen, um die mit Ameisen assoziierten Bakteriengemeinschaften zu untersuchen. Dabei stellten sie fest, dass sie auch mikrobielle Spuren hinterlassen, die Pilzkrankheiten wie Mango-Anthraknose hemmen können, die zu erheblichen Ernteeinbußen führen können.
Ameisen sicherten schon früher gute Ernten
Frühere Studien haben ergeben, dass Nutzpflanzen von Kakao bis Zitrusfrüchten Ameisen in einer Vielzahl von Klimazonen und Standorten Insektizide ersetzen könnten, wodurch das Auftreten von Birnenschorf bei Birnbäumen, Kaffeerost bei Kaffeesträuchern und Blattpilzbefall bei Eichensetzlingen reduziert wird. Weberameisennester, die als alternatives Pestizid in Mango-, Cashew- und Zitrusbäumen eingesetzt werden, haben nachweislich den Schädlingsbefall verringert und Erträge erzielt, die mit mehreren chemischen Pestizidbehandlungen vergleichbar sind. Mehr als ein Jahrtausend lang wurde die Spezies in Ländern wie China als natürliches Insektizid eingesetzt, schaffte es aber nie ganz in den landwirtschaftlichen Mainstream in Nordamerika oder Europa. Die Methode wurde schließlich durch den Beginn synthetischer Lösungen ersetzt. Dennoch ist es der Wissenschaft bis heute ein Rätsel, wie Ameisen Krankheiten bekämpfen.
Die Antwort, so Jensen, liege in der Funktionsweise der Ameisen. Alle Arten der Gliederfüßer besitzen einen Körper, der für Bakterien im Wesentlichen feindlich ist, weil sie Ameisensäure produzieren, mit der sie sich ständig desinfizieren. Ameisen sind auch ständig hungrige kleine Wesen, die sich unter anderem von den Sporen von Pflanzenpathogenen ernähren, und ihre Sekretion von Ameisensäure und ihr stark territorialer Charakter schrecken in der Regel eine Vielzahl anderer Insekten ab, die Krankheiten übertragen oder die Ernte einiger Landwirte vernichten könnten. Letztendlich ist ihr größter Trick das, was Jensens neueste Forschung aufdeckt: Ameisen haben auch von Natur aus antimikrobielle Bakterien und Pilze auf ihren Körpern und Füßen, die Pflanzenkrankheiten in befallenen Kulturen reduzieren können, wobei diese Mikroorganismen beim Laufen der Tiere abgelagert werden. Wenn die Insekten in Obstgärten kultiviert werden, marschieren sie über die Bäume, wobei ihre Füße die Pflanzen mit mikrobiellen Organismen überziehen, die aufkommende Krankheitserreger eindämmen können.
Wenn man versteht, warum sie diese Wirkung haben, ist es einfacher, einheimische Ameisenarten als biologische Mittel auf Feldern und Bauernhöfen zu fördern und einzusetzen, wofür Jensen sich einsetzt. Sie erforscht dies nicht nur als Doktorandin, sondern gründete 2022 auch AgroAnt, ein Unternehmen, das Kolonien an Landwirte in Dänemark verpachtet, um Pflanzenpathogene und Schädlinge zu bekämpfen – ähnlich wie Imker Bienenstöcke verpachten. Ihr Forschungsteam untersucht nun, wie die Populationen bestehender Ameisenkolonien, die bereits in Obstgärten leben, vergrößert werden können, anstatt neue einzuführen. Durch den Bau von Hängebrücken zwischen Bäumen, die den Ameisen die Fortbewegung erleichtern, und die Erhöhung der Anzahl zuckerhaltiger Extrakte, die an strategischen Stellen zurückgelassen werden, um sie zu füttern, kann ein Anstieg der Ameisenpopulationen erreicht werden. Jensen sieht darin eine einfache und kostengünstige Möglichkeit für Landwirte, kostspielige Pflanzenkrankheiten abzuwehren.
Forscher sieht auch Risiken
Andere sind nicht davon überzeugt, dass dies nützlicher oder kostengünstiger wäre als bestehende Biopestizide wie Rapsöl und Backpulver oder aus natürlichen Quellen gewonnene Schädlingsbekämpfungsmittel.
Kerik Cox, der an der Cornell University auf dem Gebiet der Pflanzenpathologie forscht, sagte, dass viele der in der Studie von den Ameisen gewonnenen Mikroben bereits untersucht und in Bezug auf Formulierung und Wirksamkeit in landwirtschaftlichen Systemen optimiert wurden. „Viele sind hochwirksam und es gibt zahlreiche kommerzielle Produkte, die Landwirte verwenden können“, sagte Cox und fügte hinzu, dass er in dieser Studie nichts sehe, was besser wäre als die bestehenden Biopestizid-Werkzeuge, die von der US-Umweltschutzbehörde registriert wurden.
Jensen räumt ein, dass die Einführung jeder Art immer ein Risiko birgt – Ameisen, die neu in einem Gebiet sind, könnten beispielsweise andere nützliche Arten verdrängen oder Blattläuse anlocken, diese kleinen grünen, pflanzenfressenden Insekten, mit denen Ameisen eine symbiotische Beziehung eingehen. Dennoch ist sie der festen Überzeugung, dass die möglichen Vorteile die Risiken überwiegen, solange die Art in dem Gebiet und dem landwirtschaftlichen System, in das sie eingeführt wird, heimisch ist und dann ordnungsgemäß bewirtschaftet wird.
Aus praktischer Sicht ist auch das Argument der Kosteneinsparung von Ameisen gegenüber synthetischen Produkten ein großer Anreiz, insbesondere angesichts der Tatsache, dass konventionelle Pestizide in den letzten Jahren in Europa und den USA teurer geworden sind als ihre biologischen, chemikalienfreien Gegenstücke. Diese Produktpreise neigen dazu zu steigen, wenn extreme Wetterereignisse die Produktion stören, was wahrscheinlich ist, da der Klimawandel Katastrophen häufiger und schwerwiegender macht.
Umgekehrt, so Jensen, können Landwirte Zucker-Wasser-Lösungen, Katzenfutter oder Hühnerknochen einfach unter einer beliebigen Anzahl von Küchenabfällen in Obstgärten zurücklassen, in denen nützliche, krankheitserregende Ameisen normalerweise bereits vorhanden sind – wie Weberameisen in Mangogärten. Wenn die Art bereits dort lebt, könnte dies ihre Anzahl und Effizienz erhöhen. Die Technik sollte jedoch je nach Standort mit Vorsicht angewendet werden, um das Risiko zu minimieren, potenziell schädliche Mitglieder der Ameisenfamilie anzulocken.
„Ich glaube nicht an eine Lösung, die für alles passt, aber ich bin definitiv der Meinung, dass Ameisen und andere biologische Bekämpfungsmittel in Zukunft einen großen Teil des [Klima-]Puzzles ausmachen werden“, sagte sie.
grist-magazine
Der Text ist Teil unserer Partnerschaft mit Grist-Magazin und mit Hilfe von KI übersetzt.
Vielen Dank für den spannenden Artikel über Ameisen. Es sind nicht nur faszinierende, sondern auch sehr nützliche Tiere!