Ambrosiakäfer züchten eigene Nahrungspilze

Die Borkenkäfer-Art Xyleborinus saxesenii besitzt landwirtschaftliche Fähigkeiten.
© Gernot Kunz

Ähnlich wie Ameisen und Termiten hat offenbar auch eine Borkenkäferart landwirtschaftliche Fähigkeiten: Ambrosiakäfer züchten und pflegen in ihren Nestern bestimmte Nahrungspilze und sorgen dafür, dass sich Unkrautpilze und Bakterien weniger stark ausbreiten können. Die Erkenntnisse zu dieser Symbiose können zum einen dazu beitragen, wirtschaftlich relevante Borkenkäfer, die ihre Nahrung ähnlich kultivieren, gezielter zu bekämpfen. Zum anderen können sich Menschen womöglich in Zukunft von den Ambrosiakäfern inspirieren lassen, wenn es darum geht, schädliche Pilze in Schach zu halten.

Nicht nur Menschen bauen gezielt für sie essbare Gewächse an, auch einzelne Insektenarten haben landwirtschaftliche Fähigkeiten entwickelt. So züchten bestimmte Ameisen- und Termitenarten gezielt für sie schmackhafte Pilze. „Obwohl sich landwirtschaftlich tätige Insekten biologisch deutlich von Menschen unterscheiden, sind ihre Anbaumethoden bemerkenswert ähnlich“, schreibt ein Team um Janina Diehl von der Universität Freiburg. Dazu zählt, dass sie gewünschte Pflanzen oder Pilze anpflanzen und Schädlinge und Unkraut bekämpfen.

Pilze im Gepäck

„Während Ameisen und Termiten für ihre landwirtschaftlichen Fähigkeiten bekannt sind, fehlte dieser Nachweis bislang für eine dritte Gruppe mutmaßlicher Pilzzüchter: die holzbesiedelnden Ambrosiakäfer“, erklären Diehl und ihre Kollegen. „Bislang wurde nur aufgrund von Beobachtungen ihres Sozial- und Hygieneverhaltens angenommen, dass sie ebenfalls Nahrungspilze selektiv gegenüber anderen fördern.“

Diehl und ihr Team haben nun einen experimentellen Nachweis erbracht, dass die Ambrosiakäfer tatsächlich landwirtschaftlich tätig sind. Die Forscher fokussierten sich auf Ambrosiakäfer der Art Xyleborinus saxesenii. In freier Wildbahn kommt die Art, die auch als Kleiner Holzbohrer bekannt ist, unter anderem in heimischen Parks und Gärten mit altem Baumbestand vor. „Die Käfer bohren Gänge ins Holz und tragen dort hinein symbiontische Pilze, die sich an den Wänden der Gänge ausbreiten und die ausschließliche Nahrungsquelle der Käfer darstellen“, so die Forscher. „Die Käfer sind auf die Pilze als Nahrung angewiesen und die Pilze sind nicht außerhalb der Käferumgebung zu finden, was eine starke Koevolution zwischen den Partnern belegt.“

Aktive Pflege

Um herauszufinden, inwieweit die Käfer tatsächlich aktiv das Wachstum ihrer symbiontischen Pilze fördern, ließen die Forscher Mutterkäfer des Kleinen Holzbohrers im Labor Nester mit Nachwuchs gründen, in denen sich bald die typischen Pilzgärten bildeten. Aus einem Teil der Nester entfernten sie anschließend die pflegenden Individuen, in anderen beließen sie diese. Eine genetische Analyse von Bakterien- und Pilzgemeinschaften der Pilzgärten nach 40 Tagen zeigte, dass die Anwesenheit der Käfer die Pilzgemeinschaft stark verändert hatte.

„Man hätte erwarten können, dass sich in den Nestern mit Käfern weniger Nahrungspilze befinden, weil diese gefressen werden – aber das Gegenteil war der Fall, hier war die Pilzzusammensetzung deutlich in Richtung Nahrungspilze verschoben“, sagt Diehl. In den Nestern ohne pflegende Käfer war der Anteil der Unkrautpilze dagegen deutlich höher. Auch die Zusammensetzung der Bakterien unterschied sich.

Inspiration für den Menschen

„Diese Ergebnisse belegen die Existenz einer aktiven Landwirtschaft bei Ambrosiakäfern, auch wenn die genauen Mechanismen zur Steuerung der Pilzgemeinschaft noch weiter untersucht werden müssen“, sagt Diehls Kollege Peter Biedermann. Es gebe Hinweise darauf, dass die Käfer spezielle Bakterien nutzen, die antibiotische Substanzen produzieren. Diese wiederum könnten das Wachstum der Unkrautpilze hemmen. Auch das Sozialverhalten spiele wohl eine wichtige Rolle: Die gesamte Käfergruppe im Nest inklusive der Larven arbeite bei der Pflege der Pilze zusammen. So entstehe eine enge Symbiose zwischen Käfern und Pilzen: „Jede Ambrosiakäfer-Art hat ihren eigenen Nahrungspilz – beide können nicht ohne den anderen überleben.“

Diese Erkenntnis könnte auch dabei helfen, wirtschaftlich relevante Borkenkäfer in Zukunft gezielter zu bekämpfen. Denn auch Arten wie der Buchdrucker (Ips typographus), der vor allem Fichten befällt und große forstwirtschaftliche Schäden anrichtet, leben in einer Symbiose mit ihren Nahrungspilzen. Diehls Team interessiert sich zudem dafür, wie genau es den Ambrosiakäfern gelingt, das Wachstum von Unkrautpilzen zu unterdrücken. Aus Sicht der Forscher könnten weitere Einblicke in die Methoden der Käfer auch lohnende Erkenntnisse für die menschliche Landwirtschaft liefern, die ebenfalls mit schädlichen Pilzen zu kämpfen hat. „Es ist hoch spannend für uns zu sehen, wie die Natur das seit 60 Millionen Jahren macht“, sagt Biedermann. „Vermutlich können wir Menschen von diesen Mechanismen noch etwas lernen.“

Quelle: Janina Diehl (Universität Freiburg) et al., Proceedings of the Royal Society B., doi: 10.1098/rspb.2022.1458

Source: Ambrosiakäfer züchten eigene Nahrungspilze
Ambrosiakäfer zeigen ein für Insekten einmaliges Verhalten – YouTube
Was will der Ambrosiakäfer im Bier? – Gut zu wissen – YouTube

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