Tischlerameisen

Rossameisen (Camponotus spp.) sind große (0,3 bis 1,0 Zoll oder 0,76 bis 2,54 cm) Ameisen, die in vielen bewaldeten Teilen der Welt heimisch sind.

Sie bauen Nester in Holz, das aus Galerien besteht, die sie mit ihren Mandibeln ausgekaut haben, vorzugsweise in totem, feuchtem Holz. Im Gegensatz zu Termiten verbrauchen sie jedoch kein Holz und werfen ein Material ab, das Sägemehl ähnelt. Manchmal höhlen Zimmermannsameisen Baumabschnitte aus. Sie befallen auch häufig Holzgebäude und -konstruktionen und sind ein weit verbreitetes Ärgernis und eine Hauptursache für strukturelle Schäden. Dennoch hilft ihre Fähigkeit, Holz auszuheben, bei der Waldzersetzung. Eine der bekanntesten Arten, die mit der menschlichen Besiedlung in den Vereinigten Staaten in Verbindung gebracht wird, ist die schwarze Rossameise (Camponotus pennsylvanicus). Die Gattung umfasst über 1.000 Arten. Sie züchten auch Blattläuse. In der Landwirtschaft schützen die Ameisen die Blattläuse, während sie eine zuckerhaltige Flüssigkeit namens Honigtau ausscheiden, die die Ameisen erhalten, indem sie die Blattläuse mit ihren Fühlern streicheln.

Lebensraum

Holzameisenarten leben sowohl im Freien als auch in Innenräumen in feuchtem, verrottendem oder hohlem Holz, am häufigsten in Waldumgebungen. Sie schneiden "Galerien" in die Holzmaserung, um Durchgänge zu schaffen, die eine Bewegung zwischen verschiedenen Abschnitten des Nestes ermöglichen. Bestimmte Teile eines Hauses, wie etwa um und unter Fenstern, Dachvorsprüngen, Terrassen und Veranden, werden eher von Zimmermannsameisen befallen, da diese Bereiche am anfälligsten für Feuchtigkeit sind.

Zimmermannsameisen sind dafür bekannt, ausgedehnte unterirdische Tunnelsysteme zu bauen. Diese Systeme enden oft an irgendeiner Nahrungsquelle – oft Blattlauskolonien, wo die Ameisen Honigtau extrahieren und sich davon ernähren. Diese Tunnelsysteme gibt es oft auch in Bäumen. Die Kolonien umfassen typischerweise eine zentrale "Eltern"-Kolonie, die von kleineren Satellitenkolonien umgeben und ergänzt wird.

Essen
Rossameisen gelten sowohl als Raubtiere als auch als Aasfresser. Diese Ameisen sind Sammler, die normalerweise Teile anderer toter Insekten oder Substanzen fressen, die von anderen Insekten stammen. Übliche Nahrungsmittel für sie sind Insektenteile, "Honigtau", der von Blattläusen produziert wird, oder extrafloraler Nektar von Pflanzen. Sie sind auch dafür bekannt, andere zuckerhaltige Flüssigkeiten wie Honig, Sirup oder Säfte zu essen. Zimmermannsameisen können die Überlebensfähigkeit von Blattläusen erhöhen, wenn sie sie pflegen. Sie pflegen viele Blattlausarten, können aber auch bestimmte Blattlausarten bevorzugen.

Die meisten Arten von Zimmermannsameisen suchen nachts nach Nahrung. Bei der Nahrungssuche sammeln und verzehren sie normalerweise tote Insekten. Einige Arten sammeln weniger häufig lebende Insekten. Wenn sie ein totes Insekt entdecken, umzingeln Arbeiter es und extrahieren seine Körperflüssigkeiten, die zum Nest zurückgetragen werden. Die verbleibende Schale auf Chitinbasis bleibt zurück. Gelegentlich bringen die Ameisen den Chitinkopf des Insekts zurück zum Nest, wo sie auch sein inneres Gewebe extrahieren. Die Ameisen können einzeln oder in kleinen oder großen Gruppen nach Futter suchen, obwohl sie sich oft dafür entscheiden, dies einzeln zu tun. Verschiedene Kolonien in unmittelbarer Nähe können überlappende Nahrungsregionen haben, obwohl sie sich normalerweise nicht gegenseitig bei der Nahrungssuche unterstützen. Ihre Hauptnahrungsquellen umfassen normalerweise Proteine und Kohlenhydrate. Fälle von Zimmermannsameisen, die chinesische Ulmen für den Saft ausbluten lassen, wurden in der nördlichen Region von Arizona beobachtet. Diese Fälle können selten sein, da die Kolonien die Standardgröße von Holzameisenkolonien anderswo weit überschritten haben. Wenn Arbeiter Nahrungsquellen finden, geben sie diese Informationen an den Rest des Nestes weiter. Sie verwenden biochemische Pheromone, um den kürzesten Weg zu markieren, der vom Nest zur Quelle genommen werden kann. Wenn eine beträchtliche Anzahl von Arbeitern dieser Spur folgt, nimmt die Stärke des Signals zu und eine Futtersuchspur wird eingerichtet. Dies endet, wenn die Nahrungsquelle erschöpft ist. Die Arbeiterinnen füttern dann die Königin und die Larven, indem sie das gefundene Futter konsumieren und das Futter im Nest wieder erbrechen. Futtersuchpfade können entweder unter- oder oberirdisch verlaufen.

Obwohl Zimmermannsameisen nicht dazu neigen, extrem aggressiv zu sein, haben sie Mechanismen entwickelt, um ihre Versorgung aus einer Nahrungsquelle zu maximieren, wenn dieselbe Nahrungsquelle von einem konkurrierenden Organismus besucht wird. Dies wird auf unterschiedliche Weise erreicht. Manchmal besiedeln sie ein Gebiet in der Nähe einer relativ statischen Nahrungsversorgung. Häufiger entwickeln sie einen systemischen Weg, um die Nahrungsquelle mit abwechselnden Ausflügen von verschiedenen einzelnen Ameisen oder Gruppen zu besuchen. Dies ermöglicht es ihnen, die Gewinne von Eindringlingen zu verringern, da die Eindringlinge dazu neigen, sie auf verstreute, zufällige und unorganisierte Weise zu besuchen. Die Ameisen besuchen die Quellen jedoch systematisch, so dass sie den mittleren Ernteertrag senken. Sie neigen dazu, ressourcendichtere Nahrungsgebiete zu besuchen, um die Verfügbarkeit von Ressourcen für andere zu minimieren. Das heißt, je systematischer das Nahrungssuchverhalten der Ameisen ist, desto zufälliger ist das ihrer Konkurrenten.

Entgegen der landläufigen Meinung fressen Zimmermannsameisen kein Holz, da sie Zellulose nicht verdauen können. Sie schaffen nur Tunnel und Nester darin.

Symbionten
Alle Ameisen dieser Gattung und einiger verwandter Gattungen besitzen einen obligaten bakteriellen Endosymbionten namens Blochmannia. Dieses Bakterium hat ein kleines Genom und behält Gene für die Biosynthese essentieller Aminosäuren und anderer Nährstoffe. Dies deutet darauf hin, dass das Bakterium eine Rolle bei der Ernährung von Ameisen spielt. Viele Camponotus-Arten sind auch mit Wolbachia infiziert, einem weiteren Endosymbionten, der in Insektengruppen weit verbreitet ist.

Verhalten und Ökologie

Verschachtelung
Zimmermannsameisen arbeiten, um die Nester zu bauen, in denen Eier in Umgebungen mit normalerweise hoher Luftfeuchtigkeit untergebracht sind, da sie empfindlich auf Umgebungsfeuchtigkeit reagieren. Diese Nester werden primäre Nester genannt. Satellitennester werden gebaut, sobald das primäre Nest eingerichtet ist und zu reifen begonnen hat. Zu den Bewohnern von Satellitennestern gehören ältere Larven, Puppen und einige geflügelte Individuen. In den primären Nestern befinden sich nur Eier, die frisch geschlüpften Larven, Arbeiterinnen und die Königin. Da Satellitennester keine umweltsensiblen Eier haben, können die Ameisen sie an ziemlich unterschiedlichen Orten bauen, die tatsächlich relativ trocken sein können. Einige Arten, wie Camponotus vagus, bauen das Nest an einem trockenen Ort, normalerweise aus Holz.

Hochzeitsflug
Wenn die Bedingungen warm und feucht sind, nehmen geflügelte Männchen und Weibchen an einem Hochzeitsflug teil. Sie tauchen aus ihren Satellitennestern auf und die Weibchen paaren sich während des Fluges mit einer Reihe von Männchen. Die Männchen sterben nach der Paarung. Diese neu befruchteten Königinnen werfen ihre Flügel ab und suchen nach neuen Gebieten, um primäre Nester zu errichten. Die Königinnen bauen neue Nester und legen etwa 20 Eier ab, die sie während ihres Wachstums pflegen, bis Arbeiterameisen auftauchen. Die Arbeiterameisen helfen ihr schließlich bei der Pflege der Brut, wenn sie mehr Eier legt. Nach einigen Jahren werden reproduktive geflügelte Ameisen geboren, die die Gründung neuer Kolonien ermöglichen. Auch hier werden Satellitennester errichtet und der Vorgang wiederholt sich.

Verbundenheit
Verwandtschaft ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gen in einem Individuum durch Abstammung eine identische Kopie eines Gens in einem anderen Individuum ist. Es ist im Wesentlichen ein Maß dafür, wie eng zwei Individuen in Bezug auf ein Gen verwandt sind. Sie wird durch den Verwandtschaftskoeffizienten quantifiziert, der eine Zahl zwischen null und eins ist. Je größer der Wert, desto mehr sind zwei Personen „verwandt“. Zimmermannsameisen sind soziale Hymenoptera-Insekten. Das heißt, die Verwandtschaft zwischen Nachkommen und Eltern ist unverhältnismäßig. Weibchen sind enger mit ihren Schwestern verwandt als mit ihren Nachkommen. Zwischen Vollschwestern beträgt der Verwandtschaftskoeffizient r > 0,75 (aufgrund ihres haplodiploiden genetischen Systems). Zwischen Elternteil und Nachkommen beträgt der Verwandtschaftskoeffizient r = 0,5, da ein bestimmtes Gen angesichts des Ereignisses in der Meiose mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % an die Nachkommen weitergegeben wird. Der Grad der Verbundenheit ist ein wichtiger Diktator individueller Interaktionen.

Verwandtschaftserkennung
Gemäß der Hamilton-Regel für Verwandtschaft ist ein hohes Maß an Verwandtschaft zwischen zwei Individuen erforderlich, damit relativ-spezifische Interaktionen auftreten können, wie z. B. verwandtschaftlicher Altruismus. Rossameisen haben, wie viele soziale Insektenarten, Mechanismen, durch die Individuen bestimmen, ob andere Nestgenossen sind oder nicht. Sie sind nützlich, weil sie das Vorhandensein oder Fehlen von altruistischem Verhalten zwischen Individuen erklären. Sie wirken auch als evolutionäre Strategien, um Inzest zu verhindern und die Selektion von Verwandten zu fördern. Soziale Zimmermannsameisen erkennen ihre Verwandten auf viele Arten. Diese Erkennungsmethoden sind weitgehend chemischer Natur und umfassen Umweltgerüche, Pheromone, "übertragbare Etiketten" und Etiketten von der Königin, die an und unter Nestmitgliedern verteilt werden. Gerüche sind nützlich, da sie eine chemische Grundlage für Emission und Erkennung haben, da viele Ameisen solche Veränderungen in ihrer Umgebung über ihre Antennen wahrnehmen können. Dies ermöglicht die Akzeptanz von Nestkameraden und die Ablehnung von Nicht-Nestkameraden.

Der Erkennungsprozess für Zimmermannsameisen erfordert zwei Ereignisse. Zunächst muss bei einem „Spendertier“ ein Hinweis vorhanden sein. Diese Hinweise werden "Etiketten" genannt. Als nächstes muss das empfangende Tier in der Lage sein, den Hinweis zu erkennen und zu verarbeiten. Damit eine einzelne Holzameise als Nestkameradin erkannt wird, muss sie als Erwachsener spezifische Interaktionen mit älteren Mitgliedern des Nestes durchlaufen. Dieser Prozess ist auch notwendig, damit die Ameise andere Individuen erkennen und unterscheiden kann. Wenn diese Interaktionen zu Beginn des Erwachsenenlebens nicht auftreten, kann die Ameise nicht als Nestkamerad und nicht in der Lage sein, Nestkameraden zu unterscheiden.

Verwandter Altruismus
Die Erkennung ermöglicht das Vorhandensein von verwandtschaftlichen Interaktionen, wie z. B. verwandtschaftlicher Altruismus. Altruistische Personen steigern die Fitness anderer Personen auf Kosten ihrer eigenen Fitness. Zimmermannsameisen führen altruistische Handlungen gegenüber ihren Nestkameraden durch, damit ihre gemeinsamen Gene leichter oder häufiger weitergegeben werden. Bei vielen sozialen Insektenarten wie diesen Ameisen sind viele Arbeitstiere unfruchtbar und können sich nicht fortpflanzen. Infolgedessen verzichten sie auf die Fortpflanzung, um Energie zu spenden und den fruchtbaren Individuen bei der Fortpflanzung zu helfen.

Pheromone
Wie bei den meisten anderen sozialen Insektenarten wird die individuelle Interaktion stark von der Königin beeinflusst. Die Königin kann Individuen mit Gerüchen, sogenannten Pheromonen, beeinflussen, die unterschiedliche Wirkungen haben können. Einige Pheromone sind dafür bekannt, Arbeiter zu beruhigen, während andere dafür bekannt sind, sie aufzuregen. Pheromonale Hinweise von eilegenden Königinnen haben eine stärkere Wirkung auf Arbeiterinnen als die von jungfräulichen Königinnen.

Soziale Immunität
Bei vielen sozialen Insektenarten kann soziales Verhalten die Krankheitsresistenz von Tieren erhöhen. Dieses als soziale Immunität bezeichnete Phänomen existiert bei Zimmermannsameisen. Es wird durch die Fütterung anderer Personen durch Regurgitation vermittelt. Das Regurgitat kann eine antimikrobielle Aktivität haben, die unter den Mitgliedern der Kolonie verbreitet würde. Es wurde festgestellt, dass einige Proteasen mit antimikrobieller Aktivität in regurgitiertem Material existieren. Das gemeinsame Teilen der Immunreaktionsfähigkeit spielt wahrscheinlich eine große Rolle bei der Aufrechterhaltung der Kolonien während hochpathogener Perioden.

Polygynie
Polygynie wird oft mit vielen sozialen Insektenarten in Verbindung gebracht und ist normalerweise durch begrenzte Paarungsflüge, kleine Königinnengröße und andere Merkmale gekennzeichnet. Holzameisen haben jedoch "ausgedehnte" Paarungsflüge und relativ große Königinnen, was sie von polygynen Arten unterscheidet. Zimmermannsameisen werden als oligogy bezeichnet, weil sie mehrere fruchtbare Königinnen haben, die sich gegenseitig intolerant sind und sich daher auf verschiedene Bereiche des Nestes ausbreiten müssen. Es ist bekannt, dass einige aggressive Interaktionen zwischen Königinnen stattfinden, aber nicht unbedingt durch Arbeiterinnen. Königinnen werden hauptsächlich gegenüber anderen Königinnen aggressiv, wenn sie ein markiertes Territorium betreten. Königinnen in einer bestimmten Kolonie können bei der Brutpflege zusammenarbeiten, und die Arbeiterinnen haben in Kolonien mit mehreren Königinnen tendenziell höhere Überlebensraten. Einige Forscher sind immer noch der Meinung, dass Kolonien von Rossameisen nur monogyn sind.

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