Das erstaunliche Leben der Ameisenköniginnen

Während der Alterungsprozess bei den meisten Organismen mit einem fortschreitenden Funktionsverlust einhergeht, zeigen Ameisen erstaunliche Ausnahmen von dieser Regel. Die Königin dieser sozialen Insekten lebt oft erstaunlich lang und bleibt dabei vital und fruchtbar. Das macht sie zu einem interessanten Modell der Alternsforschung.
PD Dr. Jan Oettler, Evolutionsbiologe an der Universität Regensburg, hat die Lebensweise von staatenbildenden Ameisen in einer aktuellen Studie untersucht – insbesondere, wie ihre soziale Organisation Reproduktion, Lebensdauer und Alterung beeinflusst. Eine spannende Perspektive auf das Altern – aus der Welt der Insekten.

 

Das Altern ist eines der faszinierendsten und zugleich rätselhaftesten Phänomene in der Biologie. „Aus evolutionsbiologischer Sicht ergeben sich beim Thema Altern drei essenzielle Fragen. Warum altern wir überhaupt? Warum unterscheiden sich Arten in ihrer Alterung? Und warum unterscheidet sich Alterung innerhalb einer Art – also warum werden manche Individuen älter als andere?“, sagt Jan Oettler. 

Diese Fragen werden klassischerweise in Modellorganismen erforscht, wie dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans, der Taufliege Drosophila melanogaster und Mäusen. Das Besondere bei der Ameise: Im Gegensatz zu diesen Tieren sind Ameisen sozial, – das heißt sie leben in organisierten Gemeinschaften, in denen sie kooperieren, sich Arbeit teilen und kommunizieren, um gemeinsam zu überleben. Und das wiederum hat Auswirkungen auf Alterungsprozesse. Diese Unterschiede sollen dabei helfen, Alterung als Phänomen besser zu verstehen.

Im Schutz der Kolonie
Ameisenköniginnen zählen zu den langlebigsten Insekten überhaupt. Gleichzeitig bleiben sie über weite Teile ihres Lebens hochfruchtbar. Dieses Muster widerspricht einem zentralen Prinzip der Evolutionsbiologie: Wer viel Nachwuchs bekommt, lebt meist kürzer, weil Fortpflanzung den Körper Energie kostet.

Einige Arten erreichen beeindruckende Lebensspannen: „Den Rekord halten nordamerikanischen Ernteameisen mit durchschnittlich 15 Jahre und es gibt Hinweise auf bis zu 40 Jahre alte Nester“, sagt Jan Oettler. Dabei dauert es bei diesen Arten oft mehrere Jahre, bis eine Kolonie überhaupt in der Lage ist, neue Königinnen zu produzieren – in manchen Fällen bis zu sieben Jahre.

Einige Zeit wurde versucht, die längere Lebensdauer von Königinnen mechanistisch zu erklären. Etwa über Proteine, die produziert werden und dann in die Eier eingelagert werden. Solche Proteine sollen antioxidative Eigenschaften haben. „Neue, noch nicht veröffentlichte, Forschungsergebnisse aus unserem Labor an der Ameisenart Cardiocondyla obscurior zeigen aber, dass unverpaarte Königinnen genauso lange leben wie fertile Königinnen“, argumentiert Oettler dagegen.

Ein wichtiger Faktor für das lange Leben der Königin ist aber unbestritten: In einer gut organisierten Kolonie übernehmen Arbeiterinnen alle lebensbedrohlichen Aufgaben – von Nahrungssuche bis Nestverteidigung. Die Königin ist geschützt und kann sich ganz auf ihre Fortpflanzung konzentrieren. So bleibt ihre sogenannte extrinsische Mortalität (Tod durch äußere Einflüsse) gering – im Gegensatz zu solitär lebenden Insekten, die permanent Gefahren ausgesetzt sind.

Für diese Erklärung sprechen Beobachtungen der Ameisenart Harpegnathos saltator: Dort können bestimmte Arbeiterinnen zur sogenannten Gamergate werden und die Rolle der Königin in der Reproduktion übernehmen. Sobald sie diese Position einnehmen, verlängert sich ihre Lebensdauer messbar. Früher dachte man, das liege an der Eiablage selbst – heute weiß man: Es ist eher der soziale Status und die damit verbundene bessere Versorgung durch andere Arbeiterinnen.

Late-Life Fitness Gains: Reproduzieren bis zum Umfallen
Ein weiterer evolutionäres Puzzlestück sind sogenannte „late-life fitness gains“: Wenn ein Tier auch im späteren Leben noch erfolgreich Nachwuchs zeugen kann, lohnt es sich für die Natur, seine Gesundheit möglichst lange zu erhalten. Während bei vielen Tieren die Fruchtbarkeit mit dem Alter sinkt, erreichen Ameisenköniginnen ihr Reproduktionsmaximum oft erst am Lebensende. Diese späte „Fitnessrendite“ sorgt dafür, dass natürliche Selektion auch im hohen Alter noch wirksam bleibt – ein zentraler Grund, warum sie keine klassischen Alterungsprozesse (Seneszenz) zeigen. Bei Ameisenköniginnen bedeutet das: Sie bleiben leistungsfähig, bis sie plötzlich sterben – ohne vorher typische Alterserscheinungen zu zeigen. Ein ähnliches Phänomen sieht man bei Lachsen: Sie leben scheinbar ohne Alterszeichen, wandern dann die Flüsse hinauf, laichen – und sterben direkt danach.

Der Großmutter-Effekt
Im Gegensatz zu vielen nicht-sozialen Insekten, die einmal Nachkommen zeugen und danach meist sterben, leben Menschen oft viele Jahrzehnte über ihre Fortpflanzungsphase hinaus. Warum eigentlich? Die Antwort liefert der sogenannte „Großmutter-Effekt“: Auch nach der eigenen Reproduktion spielen ältere Individuen eine wichtige Rolle –durch die Unterstützung bei der Aufzucht der Enkel. Diese soziale Funktion hat dazu geführt, dass die natürliche Selektion ein längeres Leben begünstigt hat. Ein ähnliches Phänomen lässt sich auch bei einigen Zahnwalen beobachten.
Bei Ameisen sieht das anders aus: Arbeiterinnen sind ihr Leben lang unfruchtbar, übernehmen aber genau diese Rolle der Fürsorge. Man könnte sagen: Sie leben den Großmutter-Effekt von Geburt an. Der soziale Staat ist somit vielleicht selbst ein evolutionärer Mechanismus zur Lebensverlängerung.

Verschiedene Fortpflanzungsstrategien
In der Biologie unterscheidet man traditionell zwischen zwei Fortpflanzungsstrategien: „Iteroparie“ und „Semelparie“. Iteropare Organismen – wie etwa viele Säugetiere – pflanzen sich mehrfach im Leben fort. Dabei nimmt die Stärke der natürlichen Selektion nach der ersten Reproduktion ab, denn evolutionär gesehen haben sie ihren „Job“ bereits erfüllt. Diese abnehmende Selektion begünstigt die Entstehung von Seneszenz, also altersbedingtem Funktionsverlust.
Semelpare Organismen hingegen – wie Lachse – reproduzieren sich nur ein einziges Mal und sterben direkt danach. Bemerkenswert ist: Bis zu diesem Punkt zeigen sie keinerlei Anzeichen von Alterung.

Und dann gibt es Ameisen. Sie passen in keine der beiden Kategorien so richtig. Königinnen pflanzen sich mehrfach fort, bleiben dabei bis zum plötzlichen Tod erstaunlich fit und zeigen keinerlei Seneszenz. Der Grund liegt in ihrem hohen Fortpflanzungserfolg im späteren Leben, der die natürliche Selektion auch im Alter stark hält.

Um diesem besonderen Muster gerecht zu werden, hat Oettler den Begriff „Continuusparie eingeführt – eine Fortpflanzungsstrategie, die für soziale Tiere wie Ameisen, Termiten oder Nacktmulle typisch ist: Sie leben in komplexen Gemeinschaften, reproduzieren sich mehrfach und bleiben bis ins hohe Alter biologisch jung.

Königin vs. Arbeiterin: Gleich alt trotz Unterschied?
Aber es gibt auch bei Ameisen Ausnahmen: Bei der von Oettler untersuchten Ameisenart Cardiocondyla obscurior zeigt sich, dass sterile Arbeiterinnen genauso alt werden wie Königinnen, obwohl sie sich weder reproduzieren noch den gleichen Schutz genießen.

Diese Beobachtung stellt bisherige Annahmen infrage, dass Ameisenköniginnen automatisch länger leben. Dafür interessiert sich Oettler besonders. „Vielleicht könnte das auf eine Form von "programmierter Alterung“ hindeuten“, sagt er. Dass Fruchtbarkeit per se Vorteile bringt, bezweifelt er. „Immerhin ist Fruchtbarkeit für den Körper mit hohen energetischen Kosten verbunden“, so der Biologe.

Limitierte Datenlage
Trotz aller spannenden Erkenntnisse steht die molekulare Forschung zum Altern bei Ameisen noch am Anfang. Anders als bei Mäusen oder Menschen gibt es kaum Daten zu Alterungsmarkern wie Telomerlänge, Methylierung von Genen oder Mutationsraten. Stattdessen beurteilen Forschende Alterung anhand von Verhaltensdaten: Sinkt die Fruchtbarkeit? Steigt die Sterblichkeit?

Ein großes Hindernis in der Ameisenforschung ist auch generell die limitierte Datenlage. Viele Aussagen zu Lebensdauern basieren auf Anekdoten, kleinen Stichproben oder alten Missverständnissen. Das berühmteste Beispiel: Eine immer wieder zitierte angeblich 28-jährige Lasius niger-Königin – deren Lebensdauer sich bei genauer Prüfung als Rechenfehler herausstellte. Tatsächlich lebte sie „nur“ 19 Jahre. „Meine ehemalige Doktorandin Luisa Jaimes Nino hat sich die Mühe gemacht, diese ganzen Daten und Erwähnungen zusammenzutragen. Und hat entdeckt, dass sich da irgendjemand ganz einfach verrechnet hat“, so Oettler.

Für belastbare Aussagen braucht es daher mehr Langzeitstudien unter kontrollierten Bedingungen – ein aufwändiges Unterfangen, denn Ameisen sind im Labor nicht leicht zu halten. „Genaue Daten über Lebenspanne, Mortalität und Fertilität sind nötig. Noch ist unsere Ameise allerdings die einzige mit verlässlichen Daten“, schränkt Oettler ein.
 

Publikation

Jaimes-Niño LM & Oettler J (2025) The pace and shape of ant ageing. Biological Reviews. https://doi.org/10.1111/brv.70035