Ameisen durchsichtig gemacht

Insektenforscher und Biologie-Studierende können den Körperbau von Ameisen, Käfern & Co. jetzt noch besser untersuchen. Denn die meist dunkel gefärbten Panzer dieser Krabbeltiere lassen sich transparent machen. Wie das geht, beschreiben Wissenschaftler vom Biozentrum der Uni Würzburg in der Fachzeitschrift Myrmecological News.

Wer eine wissenschaftliche Insektensammlung anlegt, stellt dafür meistens Trockenpräparate her oder legt die Insekten in Alkohol ein. Beide Arten der Konservierung bergen aber auch Nachteile. Die Forscher versuchen, diese durch spezielle Arbeitsschritte auszugleichen - schließlich wollen sie unter dem Stereomikroskop bestmögliche Einblicke in die Insektenkörper gewinnen. Zwei solche Arbeitsschritte sind das Entspannen und das Aufweichen.

Beim Entspannen werden getrocknete Tiere mit speziellen Lösungen befeuchtet. Die machen zum Beispiel erstarrte Gliedmaßen wieder beweglich - falls etwa ein Bein den mikroskopischen Blick auf eine interessante Körperregion behindert, können die Wissenschaftler es dann einfach in eine andere Position rücken.

Beim so genannten Aufweichen werden die Weichgewebe der Tiere mit unterschiedlichen Mitteln restlos aufgelöst, etwa mit eiweißspaltenden Enzymen. Auch hierdurch werden Gliedmaßen oder Mundwerkzeuge wieder beweglich und können dann weiter mikroskopisch untersucht werden.

Neu im Repertoire:

BleichenEine neue, zusätzliche Methode haben jetzt die Forscher aus Würzburg erarbeitet: "Wir bleichen unsere Ameisen mit Wasserstoffperoxid. Wenn die dunkle Pigmentierung des Außenskeletts verschwunden ist, können wir die inneren Gewebe sehen, ohne den Körper sezieren zu müssen", sagt der Biologe Marcus Stüben. Folgt auf das Bleichen noch eine Auflösung der inneren Gewebe, dann ergibt das "einen komplett reinen Insektenpanzer, einen dreidimensionalen Bauplan des Tieres", wie Stüben schwärmt. Vergleichbar sei das mit einer transparenten Ritterrüstung ohne Ritter drin.

Krebserregendes Reagenz entschärft

Marcus Stüben hat noch eine andere Neuerung eingeführt. Zum Entspannen der toten Insekten verwenden Biologen unter anderem das so genannte Barbers-Reagenz. Dieses aber enthält neben zwei weiteren Komponenten das krebserregende Benzol. Stüben hat herausgefunden, dass sich das Benzol ersetzen lässt: durch das nicht krebserregende Aceton. Das Reagenz verliert dadurch nicht an Effektivität, aber der Umgang mit ihm wird deutlich sicherer.

Wozu all das gut ist

Warum manche Wissenschaftler die Körper von Insekten bis ins kleinste Detail untersuchen? Marcus Stüben machte es an einem Beispiel klar: "Bei vielen Insekten können wir die einzelnen Arten nur dann sicher unterscheiden, wenn wir genau wissen, wie die Geschlechtsorgane der Männchen aussehen. Das erfahren wir mit solchen Präparationen."

Auch den Biologie-Studierenden kommen Stübens Erkenntnisse zugute. Sie müssen schließlich lernen, wie Insekten gebaut sind. Die nach Würzburger Art gebleichten Präparate dürften ihnen das noch anschaulicher vor Augen führen - beispielsweise den Stachelapparat von Bienen und Urameisen oder die Anordnung der komplex strukturierten Mundwerkzeuge.

Marcus Stübens Forschungsarbeit

Arten zu beschreiben und voneinander abgrenzen zu können: Das ist wichtig für alle Forscher, die sich mit Ökologie und Biodiversität befassen. Auf diesem Feld arbeitet auch Marcus Stüben. Der 37-Jährige macht seine Doktorarbeit bei Professor Karl Eduard Linsenmair am Würzburger Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie.

Stüben erforscht das Verhalten und die Ökologie der bis zu zwei Zentimeter großen Ameise Pachycondyla analis. Diese Insektenart lebt in Wäldern und Savannen in Afrika südlich der Sahara und jagt ausschließlich Termiten.

Zurzeit geht die Forschung davon aus, dass es bei dieser Ameise sechs Unterarten gibt. Das aber ist eine möglicherweise veraltete Annahme, weshalb Stüben sie morphologisch-taxonomisch überprüft. Unter anderem sammelt er dafür an verschiedensten Orten Ameisen ein und vergleicht dann ihren Körperbau mit Typenmaterial, das er von Naturkundemuseen in aller Welt ausgeliehen hat.

Letzten Endes möchte er auch die geographische Verbreitung der Ameisen und ihrer Unterarten klären. Außerdem will er seine Ergebnisse mit Vegetations-, Klima- und Bodendaten in Beziehung setzen. Hierfür kooperiert er mit Kollegen vom Würzburger Lehrstuhl für Fernerkundung am Institut für Geographie.

Foto: Die dunkle Pigmentierung des Ameisenpanzers behindert die Untersuchung des Körperbaus. Nach dem Bleichen dagegen ist das Insekt durchsichtig und lässt sich besser unter dem Stereomikroskop erforschen (unteres Bild).
Fotos c Marcus Stüben