Ameisenbrücken oder von Vögeln gebaute Pergolen: Was uns die Tierarchitektur über die Evolution lehrt

Die wilde Welt ist voller Architektur . Wir sehen es in Bienenstöcken, Vogelnestern, Spinnennetzen, Biberdämmen, Termitenhügeln, Höhlen ... Die Vielfalt ist enorm, aber alle diese Architekturen haben eines gemeinsam: Sie sind das Produkt eines komplexen, größtenteils angeborenen Verhaltens der Tiere. es ist kein Lernen erforderlich. Wie hat es sich entwickelt?

Wie genetische Veränderungen zu unterschiedlichen Verhaltensweisen führen, ist ein Rätsel, das die Wissenschaftsgemeinde seit Jahren fasziniert. Da die architektonischen Strukturen von Tieren genau gemessen werden können, sind diese Eigenschaften hervorragend geeignet, um das Rätsel anzugehen. Nachfolgend finden Sie drei Beispiele für Architektentiere, die sehr aufschlussreich sind:

Ameisenbrücken: Einfache Regeln für komplexes Verhalten

Wanderameisen (Gattung Eciton ) leben in den tropischen Regenwäldern Südamerikas und sind im Gegensatz zu anderen Arten Nomaden. Jeden Tag ist die Kolonie aus Tausenden oder sogar Millionen von Individuen auf der Suche nach Nahrung unterwegs. Dieser Lebensstil erfordert eine schnelle Anpassung an die Umwelt. Während andere Ameisen ihr Territorium gründlich erkunden können, um effiziente Routen zu schaffen, müssen Wanderameisen auf einem komplexen Dschungelboden voller Hindernisse wie Lücken und Äste Wege improvisieren.

Um diese Herausforderungen zu meistern, haben diese Insekten ein ganz besonderes Verhalten entwickelt: die kollektive Versammlung . Sie nutzen ihren Körper, um temporäre Strukturen zu bilden, die den Durchgang ihrer Artgenossen erleichtern. Besonders hervorzuheben sind dabei lebende Brücken. Diese können eine Länge von bis zu 12 Zentimetern erreichen, was etwa der 12-fachen Körperlänge einer Ameise entspricht.

Im Jahr 1874 beschrieb der amerikanische Naturforscher Thomas Belt erstmals das Verhalten von Wanderameisen und stellte die Frage: „Kann man nicht sagen, dass solche Insekten in der Lage sind, durch logisches Denken zu entscheiden, wie sie etwas am besten tun, und dass ihre Handlungen von Gedanken und Überlegungen geleitet werden?“

Dank nachfolgender Studien wissen wir, dass die Versammlung von Ameisen weder eine zentrale Planung noch fortgeschrittene kognitive Fähigkeiten erfordert. Vielmehr handelt es sich um ein Verhalten, das von einfachen Regeln geleitet wird und bei dem der Tastsinn und Pheromone eine zentrale Rolle spielen.

Die erste Regel lautet: „Wenn Sie ein Loch auf der Straße finden, decken Sie es ab und halten Sie an.“ Auf diese Weise entsteht die erste Verbindung. Wenn weitere Ameisen die Brücke überqueren, schließen sie sich ihr an und erweitern oder verstärken sie. Als nächstes gilt die Regel „Bewegen Sie sich nicht, wenn jemand auf Ihnen steht“. Durch diese taktile Reaktion bleiben die Strukturen auch bei Verkehrsschwankungen zusammengehalten und stabil. Schließlich verwenden sie Pheromone, um mehr Ameisen anzulocken und so die Brücke zu stärken.

Diese Regeln ermöglichen es den Ameisen, ihr Verhalten je nach Verkehr zu regulieren. Wenn der Fluss langsamer wird oder unterbrochen wird, kann sich eine Brücke daher schnell auflösen, sodass die „strukturellen“ Ameisen wieder ihren normalen Aktivitäten nachgehen können.

Mäusebauten: ein erweitertes Phänotypmodell

Richard Dawkins prägte 1982 den Begriff des „erweiterten Phänotyps“, um zu beschreiben, wie die Gene eines Organismus nicht nur seinen Körper, sondern auch die von ihm veränderte Umwelt formen. Er sagte voraus, dass Gene bevorzugt werden, wenn sie Organismen dazu veranlassen, ihre Umwelt auf eine Weise zu verändern, die ihre Fortpflanzung begünstigt. Insbesondere die Tierarchitektur ist ein klares Beispiel für einen erweiterten Phänotyp und Mäuse der Gattung Peromyscus sind das perfekte Modell, um ihn zu untersuchen .

Diese Nagetiere sind in ganz Nordamerika verbreitet und bewohnen unterschiedliche Umgebungen wie Wälder und offenes Grasland. Unter ihnen sind P. maniculatus und P. polionotus zwei eng verwandte Arten, die sich jedoch in den von ihnen gebauten Höhlen deutlich unterscheiden.

Während P. maniculatus einfache Höhlen mit einem kurzen Eingangstunnel und einer kleinen Nistkammer gräbt, legt P. polionotus die Messlatte höher. Es baut längere, komplexere Höhlen, die einen Fluchttunnel für den Fall enthalten, dass ein Raubtier eindringt. Diese Unterschiede bleiben auch bestehen, wenn die Tiere unter denselben Laborbedingungen aufgezogen werden, was die starke erbliche Komponente des Verhaltens unterstreicht.

Eine vom Princeton Neuroscience Institute in den USA durchgeführte Studie hat den Locus (die Position eines Gens) auf Chromosom 4 gefunden, der P. polinotus zu einem Meistergräber macht. Sie führten diesen P. polionotus- Locus in eine P. maniculatus- Maus ein und diese baute um 20 % längere Höhlen. Dies zeigt, dass kleine genetische Veränderungen große Auswirkungen auf das Verhalten haben können.

Dies bedeutet nicht, dass die Umgebung keinen Einfluss auf das Endergebnis einer Konstruktion hat. Alle Verhaltensweisen sind das Ergebnis der Interaktion zwischen Genen und Umwelt, selbst die angeborenen. P. polionotus ist monogam und beide Eltern arbeiten beim Bauen zusammen. Eine im Jahr 2022 veröffentlichte Studie zeigte, dass Paare unterschiedlichen Geschlechts viel besser miteinander koordinieren und größere Baue bauen, als wenn zwei Individuen des gleichen Geschlechts zusammenarbeiten.

Der Laubenvogel: Die Bedeutung der sexuellen Selektion

Zweifellos ist die sexuelle Selektion einer der Haupttreiber komplexer Verhaltensweisen in der Natur. Zu den faszinierendsten Beispielen zählen die Laubenvögel (Familie Ptilonorhynchidae), Vögel aus Australien und Neuguinea. Sie werden so genannt, weil die Männchen Pergolen bauen, deren einziger Zweck es ist, Weibchen anzulocken.

Diese Vögel verwenden Blätter, Zweige und eine große Auswahl an Gegenständen, um ihre Meisterwerke zu bauen und zu dekorieren. Zu den Ornamenten zählen natürliche Elemente wie Blumen und Muscheln, aber auch künstliche Gegenstände wie Plastik oder Dosen. Darüber hinaus bemalen einige Arten, wie beispielsweise der Seidenlaubenvogel ( Ptilonorhynchus violaceus ), die Innenseite der Pergolen mit aus Früchten gewonnenen Pigmenten und wählen dabei sorgfältig bestimmte Farben wie beispielsweise Blau aus.

Wenn ein Weibchen die Pergola-Allee betritt, beginnt das Männchen von außen mit seiner Balz. Mit schnellen Bewegungen wedelt und wirft sie bunte Objekte aus dem Sichtfeld des Betrachters, während sie verschiedenste Lautäußerungen von sich gibt. Alles mit dem Ziel, ihre Aufmerksamkeit möglichst lange zu behalten, denn bleibt das Weibchen nach der Show auf der Allee, nutzt das Männchen die Gelegenheit zur Paarung mit ihr.

Eine aktuelle Studie hat ergeben, dass Pergolen nicht nur optische, sondern auch akustische Funktionen erfüllen. Die Form der Struktur und die von den Männchen verwendeten harten Materialien wie Knochen und Schalen reflektieren und verstärken ihre Lautäußerungen und lenken sie so genau auf die Stelle, an der sich das Weibchen befindet. Auf diese Weise erreichen Sie Geräusche mit größerer Intensität und Klarheit und erhöhen so die Chance, Ihre Aufmerksamkeit zu erregen.

Interessanterweise gibt es innerhalb der Familie der Laubenvögel Arten, die sich hinsichtlich der Komplexität der von ihnen errichteten Strukturen stark unterscheiden. Die primitivsten Exemplare bauen keine Pergolen und basieren ihre Balz hauptsächlich auf Lautäußerungen, was darauf schließen lässt, dass akustische Signale der erste evolutionäre Schritt in ihren Paarungsritualen gewesen sein könnten. Im Laufe der Zeit wurden visuelle Elemente integriert, wodurch die Raffinesse gesteigert wurde. Diese Kombination von Signalen, die als multimodale Kommunikation bezeichnet wird, wird häufig mit einem größeren Fortpflanzungserfolg in Verbindung gebracht.