Sammlung und Langzeitpflege von Blattschneiderameisen (Atta) unter Laborbedingungen

Das erfolgreiche Sammeln und Pflegen von Kolonien in verschiedenen Arten von Nestern unter Laborbedingungen ermöglicht die Entwicklung der allgemeinen Forschung und kann die wissenschaftliche Reichweite fördern. Da dateigetestete Kolonien schwer zu überwachen sind, ermöglicht dieses Protokoll vorläufige Versuchsbedingungen in einer kontrollierten Umgebung, wobei ganze Kolonien als operative Einheiten verwendet werden. Dieses Protokoll kann an andere Interessengruppen angepasst werden, um die heterogenen Lebensweisen von Ameisenarten zu berücksichtigen, wie z.B. die eigentümlichen Ameisen der Gattung Acromimix.

Eine Person, die diese Technik noch nie durchgeführt hat, kann die Unsicherheit der Ereignisse und die komplexe tägliche Pflegeroutine als Schwierigkeiten betrachten. Eine erste Sammlung sollte direkt nach dem Hochzeitsflug stattfinden, bei der Königinnen, die ihre Flügel entfernt und mit der Ausgrabung begonnen haben, in kleine Behälter mit Gipsboden gelegt werden. Eine zweite Sammlung sollte sechs Monate nach dem Hochzeitsflug erfolgen, bei der Kolonien, die von den Königinnen entwickelt wurden, die erfolgreich mit der Koloniegründung begonnen haben, gesammelt werden.

Nach der Entwicklung der Kolonien werden sie in größere Behälter und optional in andere Nestaufbauten überführt. Bereiten Sie die Behälter mit Kunststoffdeckel mit einer unteren Pflasterschicht vor, um die Königinnen einzeln zu halten. Identifizieren Sie in der Fortpflanzungszeit Atta-Nester in Gebieten, in denen Blattschneiderameisen vorkommen, und suchen Sie nach den äußeren Merkmalen, die auf die bevorstehende Abreise der geflügelten Fortpflanzungsameisen hinweisen.

Zu den Nistmerkmalen gehören verbreiterte Tunneleingänge, geflügelte Fortpflanzungsameisen, die an Tunneleingängen erscheinen, und ein erhöhter Strom von Arbeitern, die aggressiveres Verhalten gegenüber möglichen Raubtieren zeigen. Nach dem Hochzeitsflug, wenn die weiblichen Fortpflanzer in den Boden zurückkehren, entfernen Sie ihre Flügel und beginnen Sie mit dem Nestaushub. Beginnen Sie mit der Sammlung der Königinnen.

Legen Sie sie vorsichtig einzeln in Kunststoffbehälter, die mit einer Gipsschicht vorbereitet sind. Platzieren Sie die Königinnen in einer kontrollierten Umgebung und manipulieren oder bewegen Sie sie etwa drei Tage lang nicht, um Stress zu vermeiden. Durchstechen Sie die Deckel vorsichtig und gießen Sie alle zwei Tage 2,5 Milliliter Wasser mit einer Nadelspritze auf die Pflasterschicht des Behälters.

Solange der Pilzgarten ein trockenes Aussehen mit Wassermangel aufweist, bewässern Sie die Putzschicht. Überprüfen Sie, ob die Königinnen den Pilz zwei Wochen nach der Entnahme wiedergewürgt haben. Wenn es keinen Pilz gibt, sammeln Sie zwei Gramm des Pilzgartens gesunder und etablierter Kolonien und geben Sie sie in die Behälter der Königinnen.

Führen Sie diesen Schritt auch dann durch, wenn sich der Pilz nicht entwickelt. Beginnen Sie nach dem Erscheinen der ersten Arbeiterinnen regelmäßig Fragmente von jungen und dünnen Blättern entsprechend der Schnittaktivität der Kolonie anzubieten und entfernen Sie Kolonieabfälle und trockene Blattfragmente. Verfolgen Sie die Entwicklung der Kolonie, und wenn der Pilzgarten mindestens die Hälfte des Behältervolumens erreicht, übertragen Sie die Kolonie in ein künstliches, dauerhaftes Nest.

Sechs Monate nach dem letzten Hochzeitsflug sind an den Stellen des Auftretens von Blattschneiderameisen turmförmige Hügel mit granulierten Bodenpartikeln beginnender Attaneste zu identifizieren. Es wird geschätzt, dass die Nester junger Völker nach sechs Monaten des Hochzeitsfluges bis zu einem Meter tief im Boden liegen. Graben Sie in diesem Moment den Nesteingang aus, bis Sie mit einer Gartenhacke die Kammer erreichen, in der sich die junge Kolonie befindet.

Sammeln Sie die Königin, den Pilzgarten, unreife und junge Arbeiter und legen Sie sie in einen Plastikbehälter von etwa 500 Millilitern. Bringen Sie die Behälter mit Kunststoffdeckel, in denen sich die Kolonien befinden, in die dafür vorgesehene kontrollierte Umgebung. Manipulieren oder bewegen Sie die Kolonien etwa drei Tage lang nicht, um Stress zu vermeiden.

Fangen Sie an, Blätter anzubieten. Wenn Sie neue Blätter anbieten, entfernen Sie trockene Blätter und Kolonieabfälle. Entfernen Sie Erdreste mit Hilfe eines Löffels aus der Sammlung.

Verfolgen Sie die Entwicklung der Kolonien, und wenn der Pilzgarten mindestens die Hälfte des Behältervolumens erreicht, übertragen Sie die Kolonien in künstliche, dauerhafte Nester mit vertikalem Nest, horizontales Nest mit Klausur und offenes Arenanest. Bereiten Sie künstliche, dauerhafte Nester mit dem geeigneteren Setup vor: Klausur-Vertikalnest, Klausur-Horizontalnest und offenes Arena-Nest. Bereiten Sie eine vertikale Nestanlage mit einer Futterkammer, einer Abfallkammer und einer Pilzgartenkammer vor.

Bereiten Sie dann ein horizontales Nest mit einer Futterkammer, einer Abfallkammer und einer Pilzgartenkammer vor. Als nächstes bereiten Sie ein offenes Arena-Nest mit einer Futter- und Abfallkammer und einer daran angeschlossenen Pilzgartenkammer vor. Die Arena kann auch die Pilzkammer aufnehmen.

Tragen Sie eine Schicht Polytetrafluorethylenflüssigkeit in einer einzigen Bewegung auf den Arenarand auf, um die Ameisen einzudämmen. Verwenden Sie Baumwolle, die mit den flüssigen und Nitrilhandschuhen getränkt ist. Geben Sie täglich mindestens ein großes Blatt pro Kolonie mit einem Liter des Pilzgartenvolumens in die Futterkammer.

Die Opferhäufigkeit hängt von der Beweglichkeit ab, mit der die Arbeiterinnen das Pflanzenmaterial auf den Pilz einarbeiten. Wenn die Schnittaktivität der Ameisen intensiv ist, erhöhen Sie die Anzahl der Blätter. Führen Sie in abgeschiedenen Nestern das Opfer schnell aus, um zu vermeiden, dass Ameisen aus der Nahrungskammer entkommen.

Es können auch andere Arten von Ressourcen angeboten werden. In offenen Arena-Nestern bieten Sie Blätter entsprechend der Anzahl der Liter Pilz und weg von Abfällen an. Entfernen Sie den gesamten Inhalt der Abfallkammer alle zwei Wochen aus allen Kolonien und dauerhaften Nestern sowie den Arbeitern zur Populationskontrolle.

Wenn die Menge des entsorgten Abfalls hoch oder zu feucht ist, entfernen Sie ihn einmal pro Woche. Wenn die Arbeiterinnen den gesunden Pilz in die Abfallkammer übertragen, stellen Sie sicher, dass sich die Königin nicht darauf befindet, und entfernen Sie ihn. Entfernen Sie das Material, das nicht von Ameisen aus der Futterkammer genommen wurde, wenn Sie neue anbieten, und stellen Sie sicher, dass es immer sauber ist.

Wenn die Arbeiterinnen den gesunden Pilz in die Futterkammer übertragen, stören Sie ihn, lassen Sie den Behälterdeckel offen und tragen Sie neutrales Talkumpuder auf die Oberfläche des Kammerrandes auf. Auf diese Weise werden die Arbeiter den Pilz zurück in den Behälter übertragen, ohne ihn zu verlieren oder unreif zu sein. Wenn mehr Pilzgarten gewünscht wird, fügen Sie einen weiteren verputzten Behälter hinzu und bewegen Sie einen Teil des Pilzschwamms hinein.

Das Wachstum des Pilzgartens sollte allmählich erfolgen, um das Gleichgewicht der Kolonie nicht zu beeinträchtigen. Wenn ein größerer Behälter gewünscht wird, stellen Sie sicher, dass der Pilz den gesamten Raum der kleinsten Behälter einnimmt, bevor Sie ihn transportieren. Kolonieabfälle sollten sich nicht in der Pilzgartenkammer ansammeln.

Durch das Sammeln von Königinnen in verschiedenen Momenten ihres frühen Lebenszyklus, wie im Protokoll beschrieben, und das Einführen eines Nylonfadens in den Gaster der Individuen war es möglich, die individuelle Immunresistenz zwischen jungfräulichen Königinnen, kürzlich verpaarten Königinnen und Königinnen, die sich sechs Monate lang gepaart hatten, zu bewerten und zu vergleichen. Die Verkapselungswerte wurden anhand des mittleren Grauwerts aus Bildern der Nylonfilamente bewertet, die in den Gaster der Individuen eingeführt wurden. Die dunkelsten Fäden galten als eine effiziente zelluläre Abwehr.

Atta laevigata, die kürzlich gepaarte Königinnen zeigten, zeigten den höchsten Verkapselungsgrad, daher eine effektive individuelle Immunabwehr. Um die Methoden der Populationskontrolle zu verbessern, wurden die durch das Protokoll gesammelten Kolonien Bates-Attraktivitätstests unterzogen. Während des gesamten Experiments wurden fünf Wiederholungen mit fünf Kolonien jeder Art, Atta laevigata und Atta Sextens, durchgeführt.

Die ungiftigen Köder, die mit verschiedenen Teilprodukten formuliert wurden, wurden innerhalb der Wiederholungen unterschiedlich angeordnet. Hier ist der durchschnittliche Belastungsprozentsatz der Arbeiterinnen von Atta laevigata und Atta sexdens dargestellt. Das Zitrusfruchtfleisch, die Sojabohne und die Behandlung mit Sojabohnen sowie Zitrusfruchtfleisch waren für beide Arten am stärksten belastet.

Die letzte belastete Behandlung für Atta sexdens wurde jedoch zu 60% von Atta laevigata-Arbeitern durchgeführt. In den Jahren 2016 bis 2019 konnten rund 2.020 Schülerinnen und Schüler aus rund 34 Schulen das Labor der Blattschneiderameisen besuchen, um die Ameisenkolonien zu beobachten, die nach den zuvor beschriebenen Protokollen gesammelt und gepflegt wurden. Es ist möglich, ein zunehmendes Interesse von Bildungsorganisationen an der Durchführung von Ausstellungen von lebenden Insekten wie Ameisen zu sehen, die eine genaue Beobachtung durch die Schüler ermöglichen.

Die Besuche hatten unterschiedliche Ziele, von allgemeiner Biologie bis hin zum Lernen von Sozialverhalten, je nach Bildungsniveau der Schüler. Einige kritische Schritte in dieser Technik sind mit der Förderung des Wachstums des Pilzgartens, der Sauberhaltung der Nester und der Vermeidung möglicher Entweichungen verbunden. Das Protokoll kann auf andere Arten von wissenschaftlichem Interesse angewendet werden, um beispielsweise die Entwicklung von Kolonien im Frühstadium und die Erforschung toxischer Köderinteraktionen zu verstehen.

Diese Technik wird seit 22 Jahren von Forschern aus verschiedenen Bereichen wie vergleichende Morphologie, Histologie, Toxikologie und Mikrobiologie auf individueller und Kolonieebene eingesetzt.