Comparative analysis of reproductive tactics in the genus Cardiocondyla

Die Ameisengattung Cardiocondyla ist weltweit verbreitet und umfasst schatzungsweise uber 100 Arten. Bei allen Cardiocondyla Arten findet man eine flugellose "arbeiterahnliche" ergatoide Mannchenform die ein artspezifisches Fortpflanzungsverhalten zeigt. Wahrend in einigen phylogenetisch alteren Arten geflugelte und ergatoide Mannchen vorkommen, ist in vielen jungeren Arten die geflugelte Mannchenform konvergent verloren gegangen. Ameisen der Gattung Cardiocondyla sind winzig und unauffallig und werden daher haufig ubersehen. Eine vermehrte Sammelaktivitat hat jedoch in den letzten 10 Jahren dazu gefuhrt, dass viele neue Arten entdeckt wurden. Eine der erst kurzlich beschriebenen Arten ist Cardiocondyla pirata, die auf grosen Steinen in einem Flussbett auf den Philippinen gefunden wurde (Kapitel 1). C. pirata Kolonien sind polygyn, aber in jeder Kolonie findet man nur ein einziges ergatoides Mannchen, das alle frisch schlupfenden Rivalen totet. Diese Cardiocondyla Art besitzt eine einzigartige Farbung mit durchsichtigen Korperteilen und einem schwarzen Augenstreifen. Die Funktion dieser Farbung bleibt spekulativ. Das Fortpflanzungsverhalten ergatoider Cardiocondyla Mannchen unterscheidet sich von Art zu Art. Es existiert eine monophyletische Gruppe monogyner Cardiocondyla Arten mit mehreren, sich gegenseitig tolerierenden Mannchen, im Gegensatz zu anderen Arten mit kampfenden Mannchen. Kampfende Mannchen monopolisieren alle unbegatteten Koniginnen indem sie ihre Rivalen toten. Das Kampfverhalten ergatoider Mannchen kann je nach Art in zwei Hauptstrategien mit entsprechend angepassten Mandibelformen eingeteilt werden. Die Art Cardiocondyla venustula steht phylogenetisch zwischen der Artengruppe mit toleranten und der mit kampfenden Mannchen. Cardiocondyla venustula Mannchen zeigen eine neue dazwischenliegende Fortpflanzungstaktik (Kapitel 2). Ein Mannchen alleine kann aufgrund der saisonalen Produktion von Geschlechtstieren nicht alle Rivalen umbringen und sich gleichzeitig mit allen Jungkoniginnen paaren. Die Mannchen errichten deshalb Territorien, die sie gegen andere Mannchen verteidigen. Innerhalb dieser Gebiete verpaaren sie sich mit den frisch geschlupften Koniginnen. Innerhalb der gesamten Gattung Cardiocondyla kopulieren die Mannchen im Nest wobei folglich Paarungen meist zwischen eng verwandten Tieren oder Geschwistern stattfinden. Aufgrund des schlechten Flugvermogens von Cardiocondyla Koniginnen und der Tatsache dass junge Koniginnen oft zu Fuss neue Kolonien grunden, findet man viele Kolonien oft in nachster Nachbarschaft. Die Gattung Cardiocondyla verfugt nicht uber einen komplementaren Mechanismus der Geschlechtsbestimmung mit nur einem einzigen Lokus, daher findet man keine Inzuchtdepression in den Kolonieen. Im Gegenteil: In Kreuzungsexperimenten waren Cardiocondyla cf. kagutsuchi Koniginnen, die mit einem Bruder verpaart wurden, erfolgreicher bei der Koloniegrundung und lebten etwas langer als Koniginnen die sich mit einem unverwandten Mannchen paarten (Kapitel 3). Das kann moglicherweise mit dem guten Zusammenpassen der Genome der Paarungspartner begrundet werden. Enge Koevolution der Paarungspartner fuhrt zu bestmoglich angepassten Samenflussigkeitsproteinen, welche ein langes Leben der Konigin begunstigen. Das langere Leben fruchtbarerer Koniginnen in ingezuchteter Cardiocondyla cf. kagutsuchi Kolonien stutzt die Vermutung dass es in sozialen Insekten keinen Kompromiss zwischen Fruchtbarkeit und Lebensalter gibt (Kapitel 4). Cardiocondyla Arten zeigen eine effiziente Ausbreitungsfahigkeit. Sogar wenige Arbeiter mit einer geeigneten Zusammensetzung an Brut konnen eine ganze Kolonie errichten. Die minimalistischste Voraussetzung fur eine Koloniegrundung findet man bei Cardiocondyla "argyrotricha" einer monogynen Art aus Sudost Asien (Kapitel 5). Jungfrauliche Koniginnen konnen eine neue Kolonie alleine grunden, nur begleitet von einigen Arbeitern. Nachdem der erste Sohn aus den gelegten haploiden Eiern geschlupft ist, paart sich die Konigin mit diesem und fangt an diploide Eier zu legen. Auf diese Art entsteht eine vollstandige normal funktionierende Kolonie. In Cardiocondyla Kolonien folgt das Geschlechterverhaltnis der Nachkommen der Theorie der lokalen Paarungskonkurrenz, das heist, Mannchen werden viel seltener produziert als Koniginnen. In Cardiocondyla cf. kagutsuchi gibt es auserdem eine starke genetische Komponente hinsichtlich des Geschlechterverhaltnisses (Kapitel 6). Kunstlich errichtete Tochterkolonien von zwei Ausgangskolonien die einen grosen Unterschied in der Anzahl der produzierten Koniginnen und Mannchen aufwiesen zeigten dieselbe Diskrepanz in der Produktion von Geschlechtstieren wie ihre Mutterkolonieen. Die Anzahl von diploiden und haploiden Laven unterschied sich jedoch nicht signifikant. Stattdessen war die Wahrscheinlichkeit von diploiden Larven entweder Konigin oder Arbeiter zu werden unterschiedlich. Folglich wird die weibliche Kaste in Cardiocondyla cf. kagutsuchi stark durch genetische oder maternale Komponenten festgelegt.