Wie Eusozialität entsteht

Woraus speist sich das Phänomen, dass zur Fortpflanzung unfähige Individuen etwa in einem Ameisen- oder Bienenstaat überleben?

Als Charles Darwin seine Theorie zur Entstehung der Arten entwickelte, waren ihm Ameisen- und Bienenstaaten zunächst ein Dorn im Auge. In der ersten Ausgabe der "Origin of Species" gab er das sogar zu: Ein Individuum, das sich nicht fortpflanzen kann, reduziert in Darwins Modell seine Fitness auf Null und dürfte deshalb in der Evolution keine Rolle mehr spielen. Natürlich konnten dem Naturforscher die Insektenstaaten nicht entgehen - also behalf er sich mit der Vermutung, dass eng geknüpfte Familienbande eine Rolle spielen könnten. Zudem lagen auch für ihn die Vorteile einer gemeinsamen Nahrungsbeschaffung und Verteidigung auf der Hand.

Das Phänomen, dass einige Tierarten in ihrer Arbeitsteilung so weit gehen, die sexuelle Reproduktion einigen wenigen Exemplaren zu überlassen, nennt man Eusozialität. Je nachdem, wie weit man den Begriff fasst, gehören nicht nur manche Insekten zu den eusozialen Lebewesen: Auch die Nacktmulle (siehe Nacktmulle: Afrikas wilde Wichte) leben in einer Gemeinschaft, die eine Königin regiert.

Eusoziale Nacktmulle. Foto: ZDF

Keine Angewohnheit von Minderheiten

Lässt man in der Definition der Eusozialität auch eine nicht-zufällig verteilte Aufteilung der Reproduktion zu, zählen manche Forscher selbst den Menschen zu den eusozialen Arten, wenngleich hier nicht den Königinnen die Fortpflanzung vorbehalten ist. Aber selbst wenn man die härtere Definition wählt, handelt es sich nicht um eine Angewohnheit von Minderheiten. Die Biomasse aller Ameisen weltweit stellt etwa die Hälfte der Biomasse der Insekten insgesamt dar und ist größer als die aller Landwirbeltiere (außer dem Menschen) zusammen.

Doch wie kann Eusozialität entstehen? Das Standard-Erklärmodell geht dabei von der so genannten Verwandtenselektion aus. Es liegt grundsätzlich im Interesse jedes Individuums, möglichst viele seiner Gene an die nächste Generation weiterzugeben. Unter anderem bei Ameisen ist es nun allerdings so, dass Männchen und Weibchen genetisch verschieden ausgestattet sind.

In den Zellen der Männchen ist der Chromosomensatz nur einfach vorhanden, die Männchen sind haploid. Weibliche Individuen tragen hingegen den doppelten Chromosomensatz, sie sind diploid. Ein beliebiges weibliches Exemplar teilt sich deshalb mit all seinen Schwestern die Gene des Vaters komplett. Zusätzlich hat es eine 50-prozentige Chance, auch die Gene der Mutter zu teilen. Die Schwestern sind untereinander dadurch in engerem Maße verwandt, als es ein Weibchen mit seinen Kindern wäre (die ja alle auch den kompletten Gensatz des Männchens tragen). Im Sinne der Gen-Weitergabe wäre es deshalb für ein beliebiges Weibchen sinnvoller, bei der Aufzucht seiner Schwestern zu helfen, als sich selbst zu reproduzieren.

Zweifel an der "Idee der Gesamtfitness"

Allerdings hat diese Erklärung ein Problem - nicht alle nachgewiesen eusozialen Arten sind auch haplo-diploid - so etwa die Termiten, Garnelen der Gattung Synalpheus oder auch die hübschen Nacktmulle. Hinzu kommt, dass man inzwischen viele Hinweise darauf gefunden hat, dass nicht ein hoher Verwandtschaftsgrad, sondern eine möglichst große genetische Variabilität die auf den gesamten Staat bezogene Überlebenswahrscheinlichkeit erhöhen.

Diese Artefakte erklären drei Biologen in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature nun damit, dass womöglich eine Grundannahme der Verwandtenselektion nicht stimmt: Die Idee der Gesamtfitness nämlich, die angeblich die Evolution bestimmt und auch zum Begriff des "egoistischen Gens" geführt hat.

Demnach berechnet sich der Einfluss einer bestimmten Aktion eines Individuums auf die Fitness im evolutionären Sinn als Summe aus der Fitness für das Exemplar selbst plus die dadurch bewirkte Fitness-Erhöhung für verwandte Individuen, multipliziert mit dem Verwandtschaftsgrad. In ihrem Paper zeigen die Forscher nun, dass dieses lange für plausibel gehaltene Konstrukt wohl eher ungeeignet ist. Oder besser gesagt unnötig: Anders als die Theorie der natürlichen Selektion funktioniert die Idee der Gesamtfitness nur in speziellen Fällen.

Und selbst in diesen, zeigen die Wissenschaftler, vereinfacht sie die Betrachtung nicht, sondern verkompliziert sie nur. Schließlich gelingt es den Forschern auch, mathematisch zu zeigen, wie sich Eusozialität völlig ohne Annahme von Verwandtenselektion oder Gesamtfitness entwickeln kann - in mehreren Stadien, die so auch bei verschiedenen Arten in der Natur zu beobachten sind.

http://www.heise.de/tp/artikel/33/33193/1.html