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AnySci - Wissenschaft für Jedermann @anysci mastodon.de

Ameisenlarven steuern die Population

Larven galten bisher als eher passive Mitglieder eines Ameisenstaates. Sie werden versorgt und geschützt, das war es dann aber auch. Eine neue Studie zeigt nun, dass wir die lieben Kleinen wohl unterschätzt haben.

Ein Forschungsteam am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie hat bei der klonalen Räuberameise Ooceraea biroi ein bislang unbekanntes Duftsignal entdeckt, das ausschließlich von Larven produziert wird.

Bevor ich darauf weiter eingehe, ist es wichtig diese Ameisenart genauer vorzustellen. Klonale Räuberameisen heißen nämlich deshalb so, weil sie sich quasi klonen. Sie haben keine Königin, sondern alle Arbeiterinnen vermehren sich asexuell (Parthogenese).

Eben dieses neu entdeckte Duftsignal sorgt dafür, dass erwachsene Arbeiterinnen vorübergehend keine Eier mehr legen, sondern die Vermehrung ruht. Dabei reicht es aus, wenn die Ameisen den Duft wahrnehmen, ein direkter Kontakt zu den Larven ist gar nicht nötig.

Damit wird ein zentraler Mechanismus innerhalb der Kolonie sichtbar, für den es wichtig ist die Lebensweise der Tiere zu kennen.

Die Ameisen wechseln in einem festen Rhythmus zwischen Eiablage und Brutpflege. Das Signal der Larven wirkt dabei wie eine Art „Stoppschild“ für die Fortpflanzung. Solange Larven vorhanden sind, wird keine neue Brut produziert. Erst wenn sich diese weiterentwickeln, fällt die Hemmung weg und die Eiablage setzt wieder ein.

Erstmals konnte ein solches Brutpheromon bei Ameisen chemisch eindeutig identifiziert werden. Besonders interessant ist, dass es sich um genau eine spezifische Verbindung handelt, die diese Wirkung auslöst (also kein Duftgemisch).

Die Ergebnisse liefern einen wichtigen Baustein für das Verständnis sozialer Organisation bei Insekten. Sie zeigen, wie fein abgestimmt chemische Kommunikation komplexe Abläufe wie Fortpflanzung und Arbeitsteilung koordinieren kann.

Wieder einmal eine Geschichte, bei der man ins Staunen kommen kann, wie fein die Zahnrädchen des Lebens ineinander greifen.

Abgesehen von diesem Staunen, musste ich bei dieser Studie aber auch an einen Bericht denken, den ich im Frühjahr gelesen habe. In Karlsruhe legten Ameisen die Elektrik einer Ampel lahm und es kam zu einem Unfall. Ein Elektriker erläuterte, dass es schwierig sei, solche Schaltkästen ameisenfrei zu halten.

Vielleicht erlauben die neuen Erkenntnisse irgendwann eine sehr zuverlässige und biologische Möglichkeit, eben solche Orte als Lebensraum für Ameisen doch ungeeignet zu machen.

Quelle:
Piqueret et al. (2026), PNAS
doi.org/10.1073/…

MPI ökologie natur biologie ameise
+4 Less pnas wissenschaft wisskomm anysci
Das Bild zeigt ausgewachsene Ameisen der Art "Ooceraea biroi" und deren Larven. Beide wurden offenbar für das Foto auf einem hellen Untergrund gesetzt. Ursprünglich stammt diese Art aus tropischen und subtropischen Regionen Asiens, hat sich inzwischen aber weltweit in warmen Regionen oder geschützen Orten verbreitet. Eine äußerst interessante Eigenart dieser Ameisen ist die Tatsache, dass sie keine Königin haben wie andere Ameisen. Stattdessen vermehren sich die Arbeiterinnen asexuell. Sie klonen sich quasi. Dieser Prozess wird durch einen einzelnen Duftstoff der Larven gehemmt, wie eine neue Studie zeigt. Das Foto wurde von Anna Schroll aufgenommen und vom Max Planck Institut für chemische Ökologie für die Berichterstattung zu dieser Forschung zur Verfügung gestellt.
MIT Technology Review DE @techreview_de social.heise.de

Forscher des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung zeigen einen bislang unbeachteten Weg, wie Regen beschichtete Metalle angreifen kann. Dafür ließen sie tausende Tropfen fallen.

#Forschung #MPI #Regen #Autos

t3n.de/news/…

AnySci - Wissenschaft für Jedermann @anysci mastodon.de

Abwasser als Lebensraum

Kläranlagen gelten als technische Einrichtungen, doch biologisch sind sie hochkomplex und stellen im Grunde ein eigenes Ökosystem dar.

Milliarden Mikroorganismen arbeiten dort täglich daran, Schadstoffe aus Abwasser zu entfernen, damit wir wieder sauberes Wasser haben. Tatsächlich sind aber längst nicht alle Mikroorganismen und ihre Aufgaben in diesem komplexen Ökosystem bekannt.

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie hat nun gezeigt, dass spezialisierte Bakterien, die im Inneren einzelliger Wimperntierchen (Ciliaten) leben, in Kläranlagen weltweit verbreitet sind und dort Aufgaben übernehmen, die bisher wenig Beachtung gefunden haben.

Diese endosymbiotischen Bakterien übernehmen in ihrem Wirt zentrale Stoffwechselaufgaben und agieren ähnlich wie Mitochondrien: Sie liefern Energie. Allerdings auf einen durchaus ungewöhnlichen Weg.

Die Symbionten nutzen dafür Nitrat, das bei der biologischen Abwasserreinigung aus Ammonium entsteht. Bei der sogenannten Denitrifikation reduzieren sie das Nitrat schrittweise zu gasförmigen Stickstoffverbindungen. Viele dieser Bakterien können den Prozess bis zum harmlosen Stickstoffgas (N₂) fortführen und so zur Stickstoffentfernung beitragen.

In etwa der Hälfte der weltweit untersuchten Kläranlagen ließen sich solche Partnerschaften nachweisen. Damit sind sie offenbar ein bislang übersehener, aber funktionell relevanter Teil des Abwasser-Mikrobioms.

Doch die Studie zeigt auch eine problematische Seite. Bei der weltweit verbreiteten Art Candidatus Azoamicus parvus fehlt das Enzym, mit dem das Zwischenprodukt Lachgas zu Stickstoffgas reduziert wird.

Die Forschenden vermuten deshalb, dass diese Bakterien Lachgas freisetzen könnten, ein starkes Treibhausgas. Ausgerechnet eine Symbiose, die am Stickstoffabbau beteiligt ist, könnte somit auch zur Klimabelastung beitragen. Wie groß dieser Beitrag tatsächlich ist, bleibt allerdings noch ungeklärt.

Die Ergebnisse machen deutlich, wie eng Nutzen und Nebenwirkungen mikrobieller Prozesse miteinander verknüpft sein können und gleichzeitig, wie erstaunlich wenig wir über die detaillierten Prozesse bescheid wissen. Hier muss offensichtlich noch einigen an Wissen und Verständnis gewonnen werden, damit diese biochemischen Kreisläufe am Ende auch wirklich nachhaltig genutzt werden können.

Es bleibt also noch so einiges zu erforschen!

📖 Nicolas-Asselineau et al. (2025), ISME Communications

doi.org/10.1093/…

mikrobiologie biologie kläranlage abwasser MPI
+5 Less wissenschaft nachhaltigkeit sdg wisskomm anysci
Das Bild zeigt die fluoreszenzmikroskopische Aufnahme eines etwa 20 Mikrometer großen, länglich-ovalem Wimperntierchen (Ciliat) aus der Kläranlage Seehausen in Bremen. Der EInzeller ist violett markiert. In seinem Inneren sind zahlreiche gelb fluoreszierende Bakterien zu erkennen, die als Endosymbionten in der Zelle leben. Ein Endosymbiont ist ein Organismus, der im Inneren eines anderen Organismus oder lebt und mit seinem Wirt eine enge Lebensgemeinschaft bildet. Die türkisblau leuchtende Farbe ist die mit DAPI angefärbte DNA. Sie zeigt somit den Zellkern des Wimperntierchens, der frei von Bakterien ist. Blaufärbungen im Hintergrund deuten außerdem auf andere Einzeller hin, die aber keine Wimperntierchen sind, sonst wären sie violett, und auch keine dieser Bakterien enhalten, sonst wären sie gelb gefleckt. Die Aufnahme entstand mithilfe der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH), bei der spezifische Gensonden die Wirtszelle und ihre bakteriellen Symbionten sichtbar machen. Sie stammt aus der Publikation, die am Ende des Haupttextes verlinkt ist.
AnySci - Wissenschaft für Jedermann @anysci mastodon.de

Ein Tor zur Zelle

Zellen sind von einer Membran umgeben, die das Zellinnere von der Umgebung trennt. Proteine können diese Barriere nicht einfach beliebig passieren. Für ihren Transport gibt es deshalb winzige molekulare Schleusen. Eine der wichtigsten ist das sogenannte Sec-Translokon.

Es hilft dabei, Proteine durch die Membran zu transportieren oder direkt in sie einzubauen und ist für Zellen lebensnotwendig.

Genau das macht die Erforschung aber schwierig. Verändern Forschende entscheidende Bestandteile dieser Schleuse zu stark, funktioniert sie möglicherweise nicht mehr und die Zelle stirbt.

Ein Team am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg hat deshalb einen ziemlich eleganten Ausweg gefunden. Die Forschenden bauen die molekulare Schleuse einfach außerhalb einer lebenden Zelle nach.

Ihre Plattform Prosecco stellt die benötigten Proteine im Reagenzglas her, wo sie sich selbst in künstliche Membranbläschen einbauen. Dort können die Forschenden Varianten ausprobieren, die für eine echte Zelle möglicherweise tödlich wären.

Auf diese Weise testeten sie in einem einzigen Experiment rund 300 unterschiedliche Varianten des zentralen Kanalproteins. Einige davon transportierten Proteine bis zu achtmal so effizient wie die ursprüngliche Form.

Aber mal im Ernst, warum ist so eine molekulare Schleuse überhaupt interessant?

Nun, einen großen Teil unserer Biotechnologie verdanken wir Zellen, die wir als winzige Fabriken nutzen. Bakterien und andere Mikroorganismen stellen beispielsweise Enzyme für Lebensmittel und Waschmittel, Bestandteile von Medikamenten oder Proteine für Diagnostik und Forschung her.

Häufig reicht es dabei nicht, dass ein Protein einfach nur produziert wird. Es muss auch an den richtigen Ort gelangen, in eine Membran eingebaut oder aus der Zelle herausgeschleust werden. Genau dabei spielen Transportsysteme wie Sec eine zentrale Rolle.

Je besser wir also verstehen und sogar gezielt beeinflussen können, wie diese molekularen Tore arbeiten, desto genauer lassen sie sich künftig biotechnologisch nutzen.

Quelle
Meier et al., 2026, Science Advances, 12, aej0987

science.org/doi/…

weitere Infos:
mpi-marburg.mpg.de/1616486/…

zelle biologie biotechnologie MPI wissenschaft
+3 Less wisskomm science anysci
Das Bild ist zweigeteilt. Links ist ein gezeichnetes Schema eines Membrannbläschens mit einer für tierische Zellen typischen Lipiddoppelschicht. Dabei zeigen die wasserliebenden Köpfchen der Moleküle nach außen und die wasserabweisenden Schwänzchen  ordnen sich innen an. Auf diese Weise entsteht in einer wässrigen Umgebung die Striktur eines Doppelrings. Außen ist die Außenwelt, ganz innen das Zellinnere und zwischen den Membranschichten eine weitestgehend undurchdringliche Fettschicht. In diese Membran eingelagert sind Transportproteine, die dafür sorgen, dass größere Moleküle durch die Membran hindurch geschleust werden können. Sie durchdringen die gesamte Membran punktuell und bilden steuerbare Kanäle, die aus mehreren Elementen bestehen und sich öffnen und schließen lassen. Erst sie ermöglichen einen Austausch. Ein solches Membranbläschen, das keine Zelle ist, sondern wirklich nur Bläschen mit Transportmolekül, konnte am MPI für terrestrische Mikrobiologie in Marburg hergestellt werden. Eine elektronenmikroskopische Aufnahme diese winzigen Struktur ist rechts im Bild zusehen. Insbesondere die Doppelringstruktur ist deutlich zu erkennen. Das Bild stammt von Tobias Erb und wurde vom MPI für den Bericht über diese Forschung zur Verfügung gestellt.
MIT Technology Review DE @techreview_de social.heise.de

Forscher des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung zeigen einen bislang unbeachteten Weg, wie Regen beschichtete Metalle angreifen kann. Dafür ließen sie tausende Tropfen fallen.

#Forschung #MPI #Regen #Autos

t3n.de/news/…

AnySci - Wissenschaft für Jedermann @anysci mastodon.de

Farbvielfalt beim Mäusebussard

Ich wohne ländlich genug, dass ich Bussarde regelmäßig selbst vom Garten aus beobachten kann, aber ehrlich gesagt habe ich dabei bisher kaum auf feine Unterschiede in der Färbung geachtet. Nach dieser Studie werde ich wohl genauer hinschauen.

Ein Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für biologische Intelligenz hat mithilfe von fast 100.000 Beobachtungen von Menschen aus ganz Europa erstmals die Gefiederfärbung des Mäusebussards systematisch kartiert.

Die Daten reichen über zwei Jahrzehnte zurück und basieren auf einer standardisierten Einordnung von sehr hell bis sehr dunkel sowie auf der Auswertung tausender Fotos von online-Plattformen.

Was dabei auffällt, ist zunächst die große Variabilität. Innerhalb einer einzigen Art reicht das Spektrum von sehr hellen bis zu fast einheitlich dunklen Individuen.

Solche Farbpolymorphismen sind biologisch nicht ungewöhnlich und können unterschiedliche Funktionen erfüllen, etwa im Zusammenhang mit Tarnung, Thermoregulation oder Verhalten.

Beim Mäusebussard lassen sich die beobachteten Muster jedoch nur sehr begrenzt durch Umweltfaktoren wie Klima oder Vegetation erklären. Die Verteilung wirkt eher wie ein historisch gewachsenes Mosaik, möglicherweise geprägt durch Ausbreitungsprozesse nach der letzten Eiszeit.

Deutlich klarer ist der Trend über die Zeit. Die mittlere Färbungsform nimmt nämlich zu, während sowohl sehr helle als auch sehr dunkle Tiere immer seltener werden. Innerhalb von gut 20 Jahren ist der Anteil dunkler Individuen um etwa 22 Prozent zurückgegangen, der der hellen um rund 14 Prozent. Das spricht für eine Verschiebung innerhalb der Population, aber auch für einen Verlust an Variabilität.

Genau hier wird es biologisch interessant. Farbpolymorphismen sind oft genetisch verankert und können mit Unterschieden in Physiologie oder Verhalten einhegehen. Das hat mit der Farbe natürlich nicht direkt zu tun, sie diesnt vielmehr als Indikator.

Wenn sich nun diese Bandbreite verengt, betrifft das nicht nur das äußere Erscheinungsbild, sondern potenziell auch das Spektrum an Reaktionsmöglichkeiten gegenüber sich verändernden Umweltbedingungen.

Quelle:
Delhey et al. (2026), IBIS - International journal of avian science
doi.org/10.1111/…

bussard biologie MPI wissenschaft wissenschaftskommunikation anysci
Das Foto zeigt einen Mäusebussard, der in der Spitze einer Birke sitzt. Sein Bristgefieder istsehr hell, fast weiß, mit nur sehr wenigen braunen Flecken. Kopf und Flügel erscheinen hellbraun, insgesamt für einen Bussard eine recht helle Variante. Das Foto wurde von Kaspar Delhey aufgenommen und vom MPI für Biologische Inelligenz zur Verfügung gestellt.
AnySci - Wissenschaft für Jedermann @anysci mastodon.de

🤘 Härtet Metal ab?

Musik kann die Wahrnehmung von Schmerzen beeinflussen. Untersucht wurde das bisher vor allem mit angenehmer oder entspannender Musik. Gleichzeitig weiß man, dass auch der Umgang mit unangenehmen Gefühlen eine Rolle spielt. Unterdrückter Ärger kann etwa bei chronischen Schmerzen problematisch sein.

Wenn wir uns in der Musik umschauen, dann gibt Heavy Metal gibt Ärger und anderen schwierigen Emotionen ziemlich viel Raum. Forschende des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften wollten deshalb wissen, ob ein intensives Metal-Erlebnis auch sie Schmerzempfindun beeinflusst. Wo könnte man das besser untersuchen als in Wacken?

122 Metalheads machten mit. Ein Teil wurde vor Beginn der Konzerte getestet, der andere am dritten und vierten Festivaltag. Neben Fragebögen und einer Messung der Herzaktivität absolvierten sie einen Kältetest: Hand und Unterarm kamen in zwei Grad kaltes Wasser. Erfasst wurde, wann der Schmerz einsetzte, wie unangenehm er empfunden wurde und wie lange die Teilnehmenden ihn aushielten.

Da Alkohol die Schmerzwahrnehmung beeinflussen kann, wurden Teilnehmende mit starkem Alkoholkonsum bei der Auswertung ausgeschlossen. Dabei zeigte sich, dass wer am dritten oder vierten Festivaltag getestet wurde, den Schmerz länger aushielt als die Teilnehmenden vor Beginn der Konzerte. Der Schmerz setzte jedoch nicht später ein und wurde auch nicht als weniger unangenehm empfunden. Die Metalheads hielten schlicht länger durch.

Quelle:
Schneider & Fritz et al., 2026, Scientific Reports
nature.com/articles/…

wacken metal schmerz MPI neuroscience
+4 Less wissenschaft funfact wisskomm anysci
Im Bild zu sehen ist Lydia Schneider, eine der beiden Autoren der Studie. Sie steht in einem Zelt an einem experimentellen Aufbau zur Schmerzwahrnehmung. Dort steht auserdem ein großer Banner des max-planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften.
Bei ihr ist ein Studienteilnehmer, der gleich seinen Unterarm in eine Kühlbox mit Eiswasser hält. Durch die offene Zelttür sieht man das Wacken Festival: eine große matschige Fläche, Banner, weiter weg einige Gäste. Das Bild wurde von MPI CBS zur Verfügung gestellt.

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