Unter dem Regenwalddach dröhnt ein leises Rauschen von Insekten zu periodischen Crescendos, während kastanienbraune und mandarinenfarbene Blätter, die größer als Speiseteller sind, von den Zweigen oben herabdriften. Scharlachrote Aras und gelb gefurchte Tukane rufen krächzend an. Kapuzineraffen lassen Detritus von den Bäumen auf vier Biologen fallen, die sich nur wenige Autostunden nördlich von Manaus, Brasilien, entlang eines Abschnitts des Amazonas-Regenwaldes schleichen. In diesem riesigen Dschungelgebiet, das Hunderte von Kilometern bis zur venezolanischen Grenze ununterbrochen verläuft, suchen sie nach Hinweisen, um ein außergewöhnliches evolutionäres Ereignis zu erklären.
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Irgendwo in der Nähe dieses Ortes begannen vor 50 Millionen Jahren, nachdem die Dinosaurier verschwunden waren, bestimmte Ameisenarten, Pilze zu züchten und zu fressen. Von allen Tieren auf der Erde bauen nur diese besonderen Ameisen, verschiedene Arten von Käfern und Termiten - und natürlich Menschen - ihre eigene Nahrung an. Irgendwie wandelte sich dieser neue Ameisenstamm, die Attines, - in anthropomorphen Begriffen - von Jägern und Sammlern zu Bauern. Wie und warum sie das taten, bleibt ein spannendes Rätsel.
Ted Schultz, ein Entomologe aus der Forschung des National Museum of Natural History der Smithsonian Institution, kniet mit der Intensität eines Bittstellers am Eingang zu einem Ameisennest. Er hat einen Schopf teerschwarzer Haare und Augen, die hinter dicken Gläsern großen Holzkohlekugeln gleichen. Das Objekt seines Interesses ist ein Nest von Blattschneidern, den auffälligsten der attine Ameisen.
Zwanzig Fuß über einem nahe gelegenen Trompetenbaum standen die Ameisen auf frisch gekeimten Blättern, die Mandibeln waren offen und schnitzten elegante Halbmonde. Sie laden diese Schnitte, die bis zu zehnmal so schwer sind wie sie, über den Rücken und gehen nach Hause. Sie rollen wie eine Bande beschwipster Pianomacher in einer Wellenlinie den Baum hinunter. Aus einiger Entfernung scheinen die Ameisen, die stilvolle neongrüne Hüte tragen, zu tanzen.
Andere Ströme von Blattschneidern fließen aus den Schatten über spröde, absterbende Blätter in eine Lichtung aus zinnoberrotem Sandboden um Krater im Dreck. Sie schlendern an größeren Ameisen vorbei, wobei übergroße Mandibeln in der Nähe des Nesteingangs wachsam stehen und in langen, geschwungenen unterirdischen Kanälen verschwinden, die sich zu Tausenden von Kammern hin öffnen, die sich durch steinharten Schmutz ausbreiten.
Millionen von Ameisen auf einer Fläche von der Größe eines kleinen Schlafzimmers füllen die Nester. Sobald sie in den Kammern sind, lassen die Laubschneider ihre Lasten fallen. Kleine Gartenameisen übernehmen. Sie säubern, schneiden und kräuseln die Blätterränder, schmieren ihre eigenen Sekrete darauf und rauen die Oberflächen auf. Auf diese Blattstücke, die sie in sauberen Reihen anordnen, setzen die Ameisen dann Stücke von einheimischem Pilz.
Schultz und sein enger Mitarbeiter Ulrich Mueller, ein Verhaltensökologe von der University of Texas in Austin, glauben, dass die Fähigkeit der Blattschneider, Pilze zu züchten und zu ernten, der menschlichen Landwirtschaft ähnelt. Sie legen sogar nahe, dass die Menschen etwas von den Ameisen lernen können, was auf die jüngste Entdeckung hinweist, dass Attines Antibiotika verwenden, um Krankheiten in ihren Pilzgärten in Schach zu halten. "Haben Sie jemals versucht, etwas in den Tropen länger als ein paar Sekunden frei von Schädlingen zu halten?", Sagt Schultz. "Dies ist eine erstaunliche Leistung." Vielleicht, schlägt er vor, wird eine sorgfältige Untersuchung der Ameisen Möglichkeiten für den Menschen ergeben, Krankheiten zu bekämpfen oder nachhaltiger zu züchten. „Diese Ameisen haben ein positives Feedbacksystem - 50 Millionen Jahre nachhaltige Landwirtschaft“, sagt Schultz.
Diese bemerkenswerte Aufzeichnung scheint hier im Regenwald besonders ergreifend zu sein. Während der Fahrt nach Norden auf der neuen, 1.000 Meilen langen Autobahn von Manaus nach Caracas wird das Fischgrätenmuster deutlich, das große Teile des Amazonasgebiets in Mitleidenschaft zieht. „Die Blattschneider verdrehen nichts“, stellt Schultz fest. „Man kann sich viele Szenarien vorstellen, in denen die Ameisennester in diesen Wäldern immer größer werden und diese Landwirtschaft so weit führen, dass sie das gesamte System beeinflussen. Aber sie tun es nicht. "
Schultz und Müller sind zum Amazonas zurückgekehrt, um herauszufinden, wie die erste Ameise - die Mutter aller Gärtnerameisen - das Futter ihrer Kolonie anbaute. Wie sah sie aus? Wie hat sie sich verhalten? Und wie um alles in der Welt hat sie eine so bedeutsame Transformation geschafft?
Die Menschen sind seit Jahrhunderten von Blattschneiderameisen fasziniert. Die Popol Vuh, die alte Maya-Chronik, feierten ihre Intelligenz und Kommunikationsfähigkeiten. Charles Darwin, der zum ersten Mal den Tropenwald Brasiliens besuchte, war beeindruckt von seiner Allgegenwart und Fleißigkeit. "Ausgetretene Pfade zweigen in alle Richtungen ab, auf denen eine Armee unermüdlicher Sammler zu sehen ist", schrieb er 1839.
Ein paar Jahrzehnte später verzeichnete der große englische Naturforscher Henry Walter Bates, der in seinem Meisterwerk von 1863, Der Naturforscher am Amazonas, die Industrie und Anmut der Laubschneider vermerkte, auch eine bösartigere Sichtweise - die der einheimischen Bauern, die die Ameisen als „schrecklich“ betrachteten Schädling. “Aber Bates dachte, wie andere Beobachter, dass die Laubschneider ihre Stecklinge als Schutz vor Regen benutzten. (Sie werden auch als Sonnenschirmameisen bezeichnet.) Ein Ingenieur und autodidaktischer Ökologe, Thomas Belt, brauchte, um endlich herauszufinden, wie die Blätter tatsächlich verwendet wurden. Während eines Bergbaubetriebs in Nicaragua grub Belt zwei Blattschneidernester aus. Zu seiner Überraschung konnte er nur wenige Anzeichen von geschnittenen Blättern finden. Bei genauerer Betrachtung des schwammigen braunen Materials, das die Kammern füllte, bemerkte Belt jedoch, dass „fein unterteilte Blattstücke zu einer braunen Farbe verdorrt und durch einen winzigen weißen Pilz überwachsen und leicht miteinander verbunden waren. . . "Die Blattschneider", schrieb Belt 1874, "sind in Wirklichkeit Pilzzüchter und -esser."
Nicht lange danach schrieb William Morton Wheeler, der Dekan der Ameisenforschung in Harvard, ein ganzes Buch über die Pilzzüchter. Und Edward O. Wilson, der später Wheeler als herausragender Ameisenforscher in Harvard nachfolgen sollte, nannte Blattschneider "unter den fortschrittlichsten aller sozialen Insekten".
Die Forscher, die versuchten, die Durchbruchsbeobachtungen von Belt besser zu verstehen, sahen sich jedoch großen Hindernissen gegenüber, insbesondere, wenn es darum ging, die Art der Pilze zu identifizieren, die die Ameisen züchteten. Wissenschaftler identifizieren einen Pilz typischerweise durch sein Sporophor, den Teil der Pflanze, der Sporen produziert. In Ameisengärten sind die Sporophoren jedoch aus unklaren Gründen nur selten zu finden. „Es ist, als hätten die Ameisen den Pilz kastriert“, erklärt Schultz. (Im Wesentlichen vermehren die Ameisen die Pilze durch Stecklinge.) Da es keine Methode zur Identifizierung der Pilzarten gab, fehlte den Wissenschaftlern die halbe Wahrheit.
Hier stand es, als sich Müller und Schultz Ende der 1980er-Jahre an der CornellUniversity das erste Mal trafen. Dort arbeiteten sie mit dem Pilzspezialisten Ignacio Chapela, der jetzt an der University of California in Berkeley studiert, und Stephen Rehner vom US-Landwirtschaftsministerium in Beltsville, Maryland, zusammen. Chapela holte einzelne Pilzsorten aus den Ameisengärten und hielt sie am Leben. Mit molekulargenetischen Techniken beschrieb Rehner dann die Unterschiede zwischen den verschiedenen Stämmen. Schultz verglich diese Ergebnisse mit seiner DNA-Analyse der assoziierten Ameisen. 1994 veröffentlichte der Vierer eine Studie im Science Magazine, die die Wechselwirkung zwischen Pilzen und Ameisen dokumentierte. "Es ist jetzt klar", schrieben sie, "dass der Ursprung des Pilzzuchtverhaltens ein äußerst seltenes Ereignis war, das in der Evolutionsgeschichte der Ameisen nur einmal vorgekommen war." eine Pilzlinie für mindestens 23 Millionen Jahre.
In einem Folgebericht vier Jahre später änderten Müller, Rehner und Schultz die akzeptierte Weisheit und argumentierten, dass Attinpilze häufig eine Vielzahl von Arten darstellten - nicht nur eine, die von Gründungsköniginnen von Nest zu Nest weitergegeben wurde. Die Wissenschaftler schrieben, dass „primitivere“ Attine ihren Pilz manchmal miteinander teilen, sogar mit entfernt verwandten Ameisenarten - eine Version der Fruchtfolge, so die Biologen. „Wir können zeigen, dass Ernteausfälle ein wichtiges Thema in ihrem Leben sind“, erklärt Müller. „Sie tun dasselbe wie die Menschen, gehen zu den Nachbarn, um Ersatz zu finden, stehlen ihn manchmal, überrennen manchmal und töten auch die Nachbarn. Das haben wir im Labor gezeigt. Als nächstes ist es logisch, in freier Wildbahn danach zu suchen. “
Die Vorliebe der Wissenschaftler, den Ameisen-Pilzanbau mit der menschlichen Landwirtschaft zu vergleichen, hat Kritiker angezogen. Naomi Pierce, eine Harvard-Spezialistin für Ameisen-Pflanzen-Wechselwirkungen, lobt ihre Feldforschung, ist jedoch der Meinung, dass es zu weit führen könnte, Ameisen in Bauern zu verwandeln. "Das Problem ist, dass Sie von der Metapher gefangen werden können", sagt sie. Ameisen haben die Landwirtschaft natürlich nicht bewusst entwickelt. Die Projektion menschlicher Absichten auf Ameisen, sagt Ignacio Chapela, mag Forscher für die Gründe blind machen, warum Ameisen das tun, was sie tun.
Während Müller und Schultz an der Beziehung der Ameisen zu Pilzen arbeiteten, bemerkte - und wunderte sich ein Team von Biologen an der Universität von Toronto - das Vorhandensein eines hartnäckigen und verwüstenden Schimmels namens Escovopsis in Dachgärten. Wie war es, fragten sie, dass dieser starke Parasit nicht regelmäßig die Dachnester überrannte? Als sie ein weißes Pulver auf der Unterseite der Ameisen bemerkten, identifizierten sie es schließlich als eine Art von Bakterien, Streptomyces, die Antibiotika absondern. Die Antibiotika hielten die Escovopsis in Schach. Noch wichtiger war, dass sie dies über lange Zeiträume taten, ohne dass die Escovopsis völlig resistent wurden.
Es könnte eine Art "inszeniertes Wettrüsten" geben, sagt Cameron Currie, einer der Forscher in Toronto (jetzt an der Universität von Kansas), bei dem sich die Attin-Antibiotika kontinuierlich an jede Resistenz anpassen, die sich in der Escovopsis entwickelt . Der Parasit ist nicht vollständig ausgerottet, aber er überflutet auch nicht das Nest. Currie versucht nun herauszufinden, wie lange dieses chemische Kreuzfeuer bereits stattgefunden hat.
Plötzlich stellte sich heraus, dass eine Symbiose zwischen Ameisen und Pilzen vier Hauptakteure hatte - oder fünf, wenn man die von den Bakterien produzierten Antibiotika mitzählt. Wenn diese Antibiotika nicht ausreichen, hacken die Ameisen infizierte Pilzbrocken aus und ziehen sie weit vom Nest weg.
Im Regenwald ist die Morgendämmerung noch nicht angebrochen. Nächtliche Blepharidatta- Ameisen, nahe Verwandte der Attines, sind noch am Werk und schleppen winzige Getreidekörner, die Müller in der Nacht zuvor ausgebreitet hatte. Der Köder hat Müller die Blepharidatta zu ihrem Nest verfolgen lassen. Da Blepharidatta, bei denen kein Pilz wächst, mit frei lebenden Pilzresten in Berührung gekommen ist, vermutet Müller, dass sie selbst kurz vor der Kultivierung stehen. Müller ist besonders an Experimenten interessiert, bei denen Blepharidatta Pilzklumpen näher an ihre Nester rücken. "Wir suchen etwas sehr tiefes in der evolutionären Vergangenheit", sagt Müller. „Einige Ameisen in diesen Wäldern begannen, sich mit dem Pilz zu verbinden. Und dieser Übergang ist derselbe Übergang, den die Menschen gemacht haben. “
Mueller schaltet einen Scheinwerfer ein. „Wir versuchen, die Dinge zurückzuverfolgen, aber wir werden den‚ Vorfahren 'hier draußen natürlich nicht finden “, erklärt er. "Wir suchen nach einer Spezies, die einige der Merkmale bewahrt hat, die den Vorfahren charakterisierten." Es sei nicht anders, als wenn Linguisten isolierte Völker besuchen, um zu untersuchen, wie sich die Sprachmuster verändert haben, sagt er. "Das ist so etwas wie das, was wir hier tun, wenn wir uns ansehen, wie das primitivste Verhalten zu einem ausgefeilteren Verhalten geführt hat." wie ein Film, in dem sich Sequenzen wiederholen, unverändert bleiben oder in einer Art Gegenerzählung sogar rückwärts laufen können.
Müllers Hosen sind schweiß- und schmutzverschmiert, brennende Striemen an Hals und Armen und Mücken summen in der Nähe seiner Ohren. "Wir sind ein bisschen anormal in unserer Obsession", gibt er zu. „Wir sind wirklich extrem. Wer sonst würde im Wald schwitzen, um diese dummen Ameisen zu finden! “
Als Kind, sagt Müller, habe er sich "nicht für Insekten interessiert". Vielleicht lag das daran, dass sein Vater, ein Botaniker des Bayer-Chemiekonzerns, von einer mysteriösen Tropenkrankheit heimgesucht wurde, die Ulrich auf einer Expedition in El Salvador hatte gerade 4 Jahre alt. Mueller war 9 Jahre alt, als sein Vater an der Krankheit starb. Nachdem er die medizinische Fakultät abgebrochen hatte, las er Edward O. Wilsons umstrittenes Buch Soziobiologie (ein Versuch, das Verhalten aller Tiere, von Ameisen bis Menschen, in einer großen Synthese zu verknüpfen). Sofort wusste er, was er mit seinem Leben anfangen wollte, um „einen evolutionären Ansatz zum Verständnis von tierischem Verhalten, sozialem Verhalten und dann menschlichem Verhalten“ zu verfolgen.
Auch Schultz kam auf einem von Wilson beeinflussten Umweg zu Ameisen. Schultz wuchs in einer kleinen Kleinstadt südlich von Chicago auf, als Sohn von Eltern, die kein College besucht hatten. Er besuchte eine streng lutherische Schule. Dort versuchte einer seiner Lehrer, ihn davon zu überzeugen, dass „Dinosaurierknochen nur von Gott in die Erde eingegraben wurden, um unseren Glauben zu prüfen“.
Nachdem er die Universität von Chicago verlassen hatte und in den frühen 1970er Jahren nach San Francisco gezogen war, hatte Schultz eine Reihe von Jobs inne - Zahntechniker, Wasserbettpolsterer und Drucker -, bevor er sich als Verfasser kritischer Aufsätze über paranormale Phänomene versuchte ( "Blobs From Space" und "Stranger than Science"). Eines Morgens auf dem Weg zur Arbeit begann der damals 30-jährige Schultz, Wilsons The Insect Societies zu lesen. Ameisen zogen ihn an, weil sie „ästhetische Anziehungskraft“ mit Greifbarkeit verbanden. „Ich habe viele Dinge verfolgt, die mich verwundert haben“, erinnert sich Schultz. "Aber ich brauchte ein Kriterium, um nicht nur die Dinge herauszufinden, die voller Wunder zu sein scheinen, sondern die Dinge, die voller Wunder zu sein scheinen und real sind ."
Obwohl Tausende von Ameisen aus Dutzenden von Arten durch dicke Laubstreu unterwegs sind, ist Schultz auf eine bestimmte, einsame Ameise fixiert, die ein Stück Pilz abgeschnitten hat und die Beute über einen Baumstamm schleppt und unter seiner Last wackelt. „Hey, das muss man gesehen haben!“, Ruft Schultz Müller zu. Es ist ein Trachymyrmex unter den abgeleiteteren oder "höheren" Attinen.
Schultz ist aufgeregt. Und überrascht. Obwohl er über Attines gelesen hat, die wilde Pilze in ihre Nester tragen, hat er noch nie jemanden gesehen, der das tatsächlich tut. Und warum sollten sie? Die Einführung eines inkompatiblen Pilzes kann den gesamten Ameisengarten stören oder sogar zerstören. Was ist denn hier los?
"Das ist ein Rätsel", sagt Schultz. "Ich würde erwarten, dass die Ameisen sehr wählerisch in Bezug auf das sind, was sie in das Nest bringen, dass sie eine Art sensorische Voreingenommenheit haben, die die 'guten' Pilze akzeptiert und alle 'schlechten' ablehnt." Müller merkt an, dass viele Pflanzen Ameisen dafür verwenden Es bleibt jedoch unklar, ob die Ameisen entscheiden, was sie aufnehmen oder nur auf die Verführung von Pflanzensekreten reagieren.
Schultz sieht schwindlig aus, obwohl die Ameise und ihr Pilz viele der Dinge, die er und seine Kollegen geschrieben haben, auf den Kopf stellen könnten, ganz zu schweigen von den meisten ihrer Annahmen. "Vielleicht ist es nicht so, dass die Ameise den Pilz gefunden hat", schlägt Müller mit einem schiefem Lächeln vor. "Vielleicht hat der Pilz die Ameise gefunden."
Sowohl Schultz als auch Mueller schreiben ihren pilzbesessenen Mitarbeitern zu, dass sie auf die Idee kommen, dass die Pilze von der Beziehung zu den Ameisen genauso profitieren wie die Ameisen von den Pilzen. Getragen von den Ameisen, geschützt von ihnen und gepflegt in riesigen Gärten, genießen die Pilzklone Reproduktionskapazitäten, die weit über das hinausgehen, was sie ungepflegt erreichen könnten. Immerhin gibt es freilebende Pilze oft nur auf einem winzigen Stück Laub, die sich nur ein- oder zweimal vermehren, bevor sie aussterben. In den Nestern wird der Pilz nach Ansicht von Stephen Rehner „unsterblich im Vergleich zu einem ihrer wilden Verwandten“.
Möglicherweise entwickelten die Pilze Tricks, um die Ameisen dazu zu bringen, sie zu bewegen und zu ernten. Sekrete auf der Oberfläche der Pilze könnten wie geistesverändernde Medikamente wirken und die Ameisen in den Dienst der Pilze stellen. „Ich denke, die anderen Pilze versuchen ständig, die chemischen Codes zu brechen, die Ameisen helfen, ihre Gartenpilze zu erkennen, und sagen:‚ Hey, ich schmecke und rieche richtig! Du kannst mir nicht widerstehen. Hol mich ab und bring mich nach Hause “, spekuliert Schultz. "Unterschätzen Sie nicht die Kraft des Pilzes", versichert Müller.
Tatsächlich kehrt Schultz am nächsten Nachmittag von einem Ausflug mit eindrucksvollen Beweisen dieser Kraft zurück. Er war auf eine gigantische schwarze Ameise gestoßen, die vor Ort als Bala bekannt war - wild und mit einem starken Stich -, die um die Spitze eines Strauchzweigs geklemmt war. Es war starr und tot. Aus dem Hinterkopf der Ameise ragte grausam ein braunes Sporophor hervor, wie in einer Insektenversion des Films Alien . Der Pilz hatte den Körper der Ameise infiziert, war darin gewachsen und hatte ihn verzehrt. Dann hatte der Pilz die Ameise durch eine Art noch zu entdeckenden Katalysator anscheinend gezwungen, an die Spitze eines Astes zu klettern, wo sich ihre Sporen optimal ausbreiten konnten. Dort spross ein Sporophor durch den Kopf der Ameise und setzte seine Sporen frei.
Zurück auf dem Weg und im Wald schlendert Schultz, seine Hemd- und Hosentaschen sind mit alkoholgefüllten Fläschchen vollgestopft. Er bleibt neben einem Baumstamm stehen und wirft dessen Rinde ab. Wir stürzen ein halbes Dutzend Acromyrmex, Laubschneider, die ihre Nester oft in Baumstämmen bauen. Unterhalb der alarmierten Insekten blüht ein Aufruhr aus braunen und braunen Pilzen. "Sie würden erstaunt sein, wie viele Pilzgärten im Wald sind", sagt Schultz. "Sie sind überall."
Auf der anderen Seite des Hügels kniet er im Dreck und erblickt eine winzige staubfarbene Kreatur mit einem wackelnden, übergroßen Kopf. Es ist ein Cyphomyrmex, der zu den am wenigsten untersuchten Attinen zählt. Schultz beugt sich über diese Kreatur, die nicht größer als ein Komma ist, und beobachtet sie sorgfältig.
Die Feldforschung im Amazonasgebiet ist weitaus chaotischer als die genetische Analyse von Ameisenleichen in Schultz 'klimatisiertem Labor in Washington, DC. Dies ist jedoch die einzige Möglichkeit, „echte, ungefilterte Biologie zu erleben“, sagt er. "Es ist diese Komplexität, die Sie garantiert mit etwas belohnt, das Sie nicht erwartet haben." Vielleicht gibt der Cyphomyrmex ein kleines Stück des Puzzles auf, das Schultz und Müller in ihrer Karriere zusammengestellt haben. Schultz geht einige der größten Fragen des Kosmos an und sagt, dass es am besten ist, „klein zu denken“, wenn er sich mit dem Gang der Ameise befasst. Das ist es, was großartig daran ist, hier draußen zu sein. Klein denken eröffnet viele Möglichkeiten. “
