Von der Soldatin zur Sammlerin – Umpolung bei Ameisen
Die Umpolung bei Ameisen kann dazu führen, dass eine Soldatin zur Sammlerin wird. Das Verhalten von Ameisen ist eigentlich festgelegt, es gibt allerdings Wirkstoffe, die epigenetische Veränderungen auslösen können.
Genetisch gesehen unterscheiden sich Arbeiterinnen in einer Ameisenkolonie kaum. Ihr Verhalten und ihre Körpergröße können allerdings sehr unterschiedlich sein. Die Proteine in den Chromosomen sind für die Unterschiede verantwortlich.
Es ist amerikanischen Forschern gelungen, die epigenetischen Veränderungen durch das Verfüttern oder Injizieren von Wirkstoffen rückgängig zu machen oder zu verstärken. Dadurch wurden sogar Soldatinnen umprogrammiert, die zuvor beispielsweise nie auf Futtersuche gegangen sind und es jetzt tun.
Daniel Simola arbeitet im Shelley Berger Labor von der Universität in Pennsylvania in Philadelphia. Er ist sich sicher, dass die erzielten Ergebnisse zeigen, dass epigenetische Prozesse verantwortlich für die Verhaltensmerkmale von Ameisen und vermutlich auch von anderen Tieren sind. Acetylgruppen werden enzymgesteuert auf Histone übertragen und das verändert die Aktivität verschiedener Gene und die lokale DNA-Struktur. Die natürliche Acetylierung sorgt dann je nach Ausmaß für verscheiden große Typen von Arbeiterinnen. Die kleineren Arbeiterinnen gehen auf Futtersuche und die großen beschützen die Kolonie. Bei Sammlerinnen ist das Histon H3 acetyliert, welches wichtig für die Orientierung ist. Durch sehr unterschiedliche Typen von Arbeiterinnen gibt es eine perfekte Arbeitsteilung innerhalb der Kolonie.
Forscher haben das Futter der Ameisen mit einem Wirkstoff versetzt, dass die Acetylierung des Histons verringert oder verstärkt. Bei den Futtersuchenden wurde das Verhalten teils geschwächt, teils gestärkt. Bei den Soldatinnen veränderte sich nichts. Das Injizieren des Wirkstoffs direkt in das Gehirn der Soldatinnen führte andererseits dazu, dass sie auf Nahrungssuche gegangen sind. 50 Tage hielt diese Verhaltensänderung an. Diese Verhaltensänderung konnte nur im jungen Alter erzielt werden. Das alles lässt die Forscher vermuten, dass Krankheiten und Verhaltensstörungen durch fehlerhafte epigenetische Merkmale entstehen und zukünftig eventuell mit Medikamenten behandelt werden können.
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