Gruppe Menzel

Chemical Ecology & Community Organization in Ants

Keywords: chemical ecology, evolution of cuticular hydrocarbon profiles, antipredator behaviour, interspecific interactions, ecosystem functions of ants, ant community ecology, division of labor, tropical rainforest, ants, spiders, aphids.

 

FORSCHUNGSINTERESSEN

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit interspezifischen Interaktionen zwischen verschiedenen Ameisenarten sowie zwischen Ameisen und anderen Arthropoden. Interaktionen zwischen Ameisenarten können aggressiv sein (Konkurrenz), sie können jedoch auch mutualistisch, kommensalistisch oder parasitisch sein. Wir erforschen diese Interaktionen aus zwei Perspektiven: aus einer top-down-Perspektive erforschen wir, wie Ameisengemeinschaften in tropischen Regenwäldern organisiert sind. Wir untersuchen Nischendifferenzierung zwischen Arten sowie die Ökosystemfunktionen, die die einzelnen Arten erfüllen. Aus der bottom-up-Perspektive untersuchen wir gezielt Interaktionen zwischen bestimmten Arten. Hier untersuchen wir Verhaltensinteraktionen und chemische Signale bei Ameise-Ameise- und Ameise-Blattlaus-Interaktionen, sowie bei Räuber-Beute-Interaktionen zwischen anderen Arthropodenarten.

Diese Interaktionen werden oftmals von chemischen Signalen bestimmt - Signalen von der Körperoberfläche der Insekten (kutikuläre Kohlenwasserstoffe) und indirekte Signale, wie z.B. chemische Fußspuren. Kürzlich konnten wir zeigen, dass Ameisen auf chemische Fußspuren anderer Kolonien und Arten reagieren, was ihr Fouragierverhalten stark beeinflussen kann. Kutikuläre Kohlenwasserstoffe (CHC) stellen das wichtigste intra- und interspezifische Kommunikationssignal bei Ameisen und anderen Insekten dar. Daher erforschen wir nicht nur ihre Rolle bei Interaktionen, sondern auch die proximaten und ultimaten Faktoren, die ihre Zusammensetzung beeinflussen. Neben ihrer Kommunikationsfunktion dienen CHC auch dazu, das Insekt vor Austrocknung zu schützen. In unserer Arbeitsgruppe untersuchen wir die daher Evolution und Diversifikation von CHC-Profilen in Folge von Selektionsdrücken, die sie durch ihre verschiedenen Funktionen erfahren. Daneben erforschen wir, wie einzelnen Individuen im Laufe ihres Lebens ihr CHC-Profil ändern können, um auf veränderte Klimabedingungen zu reagieren. Um die molekulare Basis von CHC-Biosynthese und -Evolution zu verstehen, analysieren wir zudem die Genexpression bei Individuen von verschiedenen Klimabedingungen, sowie von nahe verwandten, aber chemisch stark verschiedenen Ameisen.

Laufende Forschungsprojekte:

  1. Evolution und phylogenetisches Signal von kutikulären Kohlenwasserstoffprofilen bei Ameisen
  2. Effekte des parasitischen Bandwurms Anomotaenia brevis auf Verhalten und kutikuläre Kohlenwasserstoffe der Ameise Temnothorax nylanderi
  3. Klimatische Einflüsse auf das Kohlenwasserstoffprofil von Ameisen der Gattung Myrmica
  4. Diversifizierung von CHCs bei mutualistischen Ameise-Ameise-Assoziationen (Parabiosen) im tropischen Südamerika
  5. Ökosystemfunktionen und Organisation von Ameisengemeinschaften in den tropischen Regenwäldern Südamerikas und Südostasiens
  6. Beziehungen zwischen der ökologischen Nische und der morphologischen Merkmalen von Ameisenarten
  7. Oberflächenchemie und Austrocknungsresistenz bei verschiedenen Arthropodentaxa
  8. Feindvermeidungsverhalten (antipredator behavior) und nicht-konsumptive Effekte von Spinnen auf Beute-Arthropoden: Verhaltensinteraktionen, chemische Signale, ökologische Konsequenzen 

Mögliche Themen für Forschungspraktika, Bachelor-, Diplom-, Staatsexamens- oder Masterarbeiten (unter anderem):

  • Welchen Einfluss haben Lernen und individuelle Persönlichkeit auf das Verhalten von Ameisen?
  • Mutualismus oder nicht? Kosten und Nutzen bei Ameise-Blattlaus-Interaktionen
  • Was fressen Ameisen? Partitionierung der Nahrungsnische zwischen und innerhalb von Ameisenarten
  • Chemische Diversifizierung bei Ameisenarten im tropischen Südamerika
  • Wie hängen chemische Variation und Kolonieerkennung zusammen?
  • Wie ändern Ameisen ihre Profile, um auf verändertes Klima zu reagieren?
  • Wie hängen chemische Profile und Austrocknungstoleranz bei verschiedenen Arthropodentaxa zusammen?

Verwendete Methoden:

  • Freilandversuche
  • Verhaltensversuche im Labor
  • Chemische Analysen von kutikulären Kohlenwasserstoffen und Fettsäuren mittels GC-MS
  • Transkriptomanalysen (RNAseq)
  • Populationsgenetik
  • Agentenbasierte Simulationen

 

GRUPPENMITGLIEDER

Gruppenleiter

PostdoktorandInnen

DoktorandInnen

    Master-/DiplomstudentInnen:

    BachelorstudentInnen:

    • Lisa Gerbes (Chemische Differenzierung und Klimanische bei mitteleuropäischen Ameisenarten)

    • Nele von Wiegen (Do cuticular hydrocarbons prevent fungal infection in ants)

    • Alex Merz (Persönlichkeitsunterschiede und intraspezifische Nischendifferenzierung bei zwei einheimischen Ameisenarten)

    • Josch Edelmann (Wie beeinflussen Nahrungsverfügbarkeit und Larvenzahl zweier Ameisenarten ihr Verhalten gegenüber Blattläusen?)

    • Tobias Schneewind (Influence of acclimatory CHC changes on nestmate recognition)

    • Jiska Martens (Physical properties of cuticular hydrocarbon profiles in ants)

       

     

    Ehemalige Doktoranden: