Mit nur wenigen Millimetern Länge zählten ihre weichen, teigigen Körper Tausende. Selbst unter dem Mikroskop waren die Männchen und Weibchen kaum zu unterscheiden, aber Toshihisa Yashiro hatte bereits angefangen zu zählen. Hunderte Termiten in der Volkszählung, Yashiros Zweifel begannen endlich zu verschwinden - es war kein einziges Männchen zu finden.
Heute berichtet das Forschungsteam von Yashiro in der Zeitschrift BMC Biology über die Entdeckung natürlich vorkommender weiblicher Termitenkolonien in den südlichen Regionen Japans, die die weltweit ersten bekannten asexuellen Termitenpopulationen darstellen.
Anfangs war es schwer zu glauben. „In Termitenkolonien gibt es, ähnlich wie in geschlechtsgleichen Gesellschaften beim Menschen, in der Regel gleich viele Männer und Frauen“, erklärt Yashiro, Biologe an der Universität von Sydney. "Sowohl Männer als auch Frauen arbeiten gleichermaßen, um die Gesellschaft zum Funktionieren zu bringen."
Während der Feldforschung an der Küste Japans stießen Yashiro und seine Kollegen überrascht auf mehrere Populationen von Glyptotermes nakajimai- Termiten, die ausschließlich weiblich zu sein schienen. Die einzige Möglichkeit für diese Kolonien, sich selbst zu erhalten, bestand in der asexuellen Fortpflanzung, aber Yashiros Beweislast war enorm. Um diese Theorie zu überprüfen, müsste er sorgfältig die Anwesenheit von Männern in Kolonien von Tausenden von Insekten ausschließen.
Also begannen Yashiro und sein Team zu zählen. Im Laufe von anderthalb Jahren haben die Forscher Tausende von Termiten im Teenageralter von zehn Feldern aus, die sich über das japanische Festland und mehrere benachbarte Inseln erstrecken, geschlechtert. Es dauerte nicht lange, bis geografische Unterschiede auftraten. Auf Honshu, Japans größter und bevölkerungsreichster Insel, sowie auf den vorgelagerten Inseln Amami-Oshima, Okinawa und Ogasawara war das typische Gleichgewicht der Geschlechter zwischen fünfundfünfzig und fünfzig intakt. Aber auf Shikoku und Kyushu - den beiden kleineren der vier Hauptinseln Japans - waren die Typen verschwunden.
Obwohl Yashiro und seine Kollegen über 100 Individuen aus 74 verschiedenen Kolonien untersuchten, mussten sie sicher sein. Zum Glück für die Forscher trägt eine Termitenkönigin, die sich erfolgreich paart, dieses Abzeichen fürs Leben in Form eines kleinen Beutels zum Sammeln von Spermien. Als das Team diese winzigen Schatzkammern aufschloss, stellten sie fest, dass die Damenmonarchen der weiblichen Clans nur leere Panzer trugen, während die gemischtgeschlechtlichen Kolonien von Königinnen mit Sperma geführt wurden.
Reife Termitenkönigin, umgeben von Arbeitern und Soldaten. (CSIRO / CC BY 3.0) Um die ungeschlechtliche Fortpflanzung weiter zu bestätigen, untersuchten die Forscher Hunderte von Eiern. Während fast die Hälfte der Eier gemischtgeschlechtlicher Populationen besamt war, wurde kein einziges befruchtetes Ei einer rein weiblichen Kolonie gefunden. Trotzdem schlüpften die Eier in beiden Populationen ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit. Die südlichsten Regionen des japanischen Festlandes schienen nur unkontaktierte jungfräuliche Termiten zu unterstützen - und sie blühten.
Rebeca Rosengaus, eine Insektensoziobiologin und Verhaltensökologin an der Northeastern University, die nicht an der Studie beteiligt war, war „beeindruckt“ und lobte die Arbeit als „gründlich“ und „sehr umfassend“. „Keine Studie in der Vergangenheit [hat beschrieben] eine vollständige Eliminierung von Männern “, fügt sie hinzu. "Das ist völlig neu und aufregend."
Termiten waren noch nie besonders romantisch (mit ihren holzfressenden Tendenzen sind sie wohl die winzigsten Homewrecker der Natur). Tatsächlich sind die meisten Termiten monogam. Wenn die Geschlechtsreife von Männern und Frauen erreicht ist, begeben sie sich auf einen Hochzeitsflug auf der Suche nach geeigneten Grundstücken für ihre zukünftige Familie und vollziehen die Gewerkschaft erst, wenn sie ihren Wohnsitz in ihrem neuen Quartier haben. Hier wird der neu gesalbte König und die neu gesalbte Königin eine Armee von Arbeitern und künftigen Königen züchten, die in Kasten eingeteilt sind, die denen der Bienen ähneln.
Obwohl die sozialen Strukturen von Termiten und Bienen einige bemerkenswerte Ähnlichkeiten aufweisen, sind die beiden Linien evolutionär weit voneinander entfernt. Termiten (die technisch gesehen eine Art Kakerlake sind) scheinen ihre monarchischen Tendenzen unabhängig voneinander entwickelt zu haben, und zwischen den Arten bestehen zusätzliche Unterschiede. Zum Beispiel beschäftigen Termiten sowohl männliche als auch weibliche Soldaten, während die gesamte Belegschaft in einem Bienenstock weiblich ist - eine Legion von Schwestern, die unter einer geschäftigen Königin dienen, ohne dass die wenigen, stachellosen Männer etwas dazu beitragen.
Diese für Frauen bevorzugten Gemeinschaften werden durch die ungewöhnliche Art und Weise unterstützt, in der Bienen dafür bekannt sind, sich sexuell zu vermehren. Im Gegensatz zu menschlichen (und den meisten Termiten) Nachkommen, die Gene von jedem Elternteil erben und XX weibliche und XY männliche Tiere hervorbringen, können Bienen sowohl aus befruchteten als auch unbefruchteten Eiern schlüpfen. Die Nachkommen von unbefruchteten Eiern erhalten nur Chromosomen von ihrer Mutter, wodurch XO-Männchen mit halb so vielen Chromosomen wie ihre weiblichen Gegenstücke entstehen. Bei den meisten Bienen können die Weibchen nur aus befruchteten Eiern schlüpfen, und alle befruchteten Eier schlüpfen aus weiblichen, was einen wörtlichen männlichen Input erfordert, um die Art zu erhalten.
In den letzten Jahren wurden jedoch einige Bienenstämme identifiziert, die Weibchen aus unbefruchteten Eiern ausbrüten, indem sie sich auf den Chromosomen ihrer Mutter verdoppeln. Dieser einfache Wechsel kann schwerwiegende Konsequenzen haben, da die Weibchen nun Weibchen werden, ohne nach Spermien suchen zu müssen, was es einigen Bienenpopulationen ermöglicht, sich ohne Männchen zu vermehren. Termiten können sich anscheinend ähnlich spermienfrei vermehren - aber anders als in einem Bienenstock könnte eine Termitenkolonie, in der die Männchen eliminiert wurden, die bereits existierende soziale Struktur vollständig aufpolieren.
"[Es ist] dramatisch, dass ... Männer für die Aufrechterhaltung von Tiergesellschaften, in denen sie zuvor eine aktive soziale Rolle gespielt haben, nicht wesentlich sind", sagt Yashiro. Und, wie die Entomologin der Washington State University, Laura Lavine, betont, sind wir Termiten nicht gerade fremd. Warum hat es so lange gedauert, die holzterrorisierenden Amazonasbewohner der Insektenwelt ausfindig zu machen?
Einige wilde Termitenkolonien haben sich zuvor ungeschlechtlich vermehrt, aber dieses Verhalten in gemischtgeschlechtlichen Kolonien soll dazu beitragen, Inzucht zwischen den fruchtbaren Königen und ihren eigenen Nachkommen zu verhindern. Die Königinnen können unbefruchtete Eier zu neuen Königinnen schlüpfen, aber am Ende des Tages bleiben die meisten Termiten Schönwetter-Fornicatoren. Nach asexuellen Affären schließen sich die Königinnen in der Regel wieder ihren Königen an.
Die Tatsache, dass die meisten Termiten noch nicht zur Keuschheit übergegangen sind, kann auf einen evolutionären Vorteil der sexuellen Fortpflanzung zurückzuführen sein. Wie sich herausstellt, ist Sex nützlich, um die Gesundheit einer Kolonie zu erhalten. Das Mischen der Gene beider Elternteile führt zu einer Vielfalt in der Bevölkerung. Dies ist nützlich, wenn extreme Umstände wie Krankheiten oder Umweltverschiebungen auftreten.
Termiten stürzen sich in einen beschädigten Bereich des Nestes, um das Loch zu reparieren. (US-Landwirtschaftsministerium / Scott Bauer) Warum hat sich die rein weibliche Bevölkerung überhaupt entwickelt? Um die Antwort herauszufinden, haben Yashiro und seine Kollegen die asexuellen und sexuellen Termiten im wahrsten Sinne des Wortes gegeneinander ausgespielt. Als sie die Noggins von Soldatentermiten aus rein weiblichen und gemischtgeschlechtlichen Kolonien maßen, stellten die Forscher fest, dass sich diejenigen in Kolonien, die nur für Frauen bestimmt waren, viel ähnlicher sahen. In diesem Fall war Uniformität jedoch nicht unbedingt eine schlechte Sache.
Termiten sind mit ihren relativ ungepanzerten Körpern nicht für die Offensive geeignet. Wenn die Kolonie angegriffen wird, besteht die Hauptverteidigungsmethode des Insekts häufig darin, die Eingänge zu den Nestern mit dem eigenen Kopf zu verschließen. Eine Vielzahl von Kopfgrößen könnte tatsächlich eher eine Belastung als ein Segen sein, was bedeutet, dass der Verlust von Männern diese weiblichen Kämpfer tatsächlich befähigt hat, einen Angriff zu überleben.
Da Vielfalt angesichts mikrobieller Infektionen einen entscheidenden Schutz darstellt, wird es laut Rosengaus für die künftige Arbeit wichtig sein, die Krankheitsanfälligkeit dieser verschiedenen Gruppen zu untersuchen. Es ist möglich, dass asexuelle, ausschließlich weibliche Kolonien nur in Shikoku und Kyushu überlebt haben, weil diese Regionen nicht so häufig Termitenerreger enthalten, fügt Lavine hinzu, die nicht an der neuen Forschung teilgenommen hat - diese Theorie muss jedoch noch getestet werden.
Warum Kolonien sich in erster Linie in asexuelle und sexuelle Gemeinschaften aufteilen, ist unklar. Basierend auf genetischen Beweisen lokalisieren Yashiro und sein Team den Riss in Termitenstämmen vor ungefähr 14 Millionen Jahren. Da die beiden Populationen aber immer noch nebeneinander bestehen, „können wir die Evolution in Aktion miterleben“, sagt Rosengaus.
Da diese Gruppen von Kolonien geografisch getrennt sind, vermischen sie sich wahrscheinlich nicht mehr - und es ist sogar möglich, dass in Zukunft eine völlig neue Art entsteht, die ausschließlich aus alleinstehenden Frauen besteht.
Derzeit gehören die beiden Populationen technisch gesehen noch zur selben Art, aber diese Entdeckung wird wahrscheinlich nicht die letzte ihrer Art sein. Weibliche Arten aus allen Teilen des Tierreichs haben sich clevere Wege ausgedacht, um alleine voranzukommen. Termiten mögen dafür bekannt sein, auf Holz zu Mittag zu essen - aber man kann mit Sicherheit sagen, dass nicht alle Frauen Holz brauchen.
