Hochsensitive Positronen-Bildgebung enthüllt kurzfristige Nahrungsverteilungsmuster in Ameisengruppen

Wie Ameisen in Echtzeit Nahrung teilen

Wenn wir Ameisen beobachten, die sich um einen zuckerhaltigen Fleck auf dem Bürgersteig drängen, vergisst man leicht, dass das, was danach passiert — wie diese Nahrung verteilt wird — ein komplexer sozialer Prozess ist. Diese Studie blickt in diese verborgene Welt mit Werkzeugen, die man eher aus Krankenhausscannern als aus dem Garten kennt. Indem die Forschenden winzige Spuren von Radioaktivität in lebenden Ameisen verfolgen, zeigen sie Minute für Minute, wie ein von einer Arbeiterin aufgenommenes Zuckerhäppchen innerhalb der Gruppe verteilt wird — oder manchmal auch nicht.

Eine neue Methode, verborgene Flüsse zu beobachten

Zu verstehen, wie Nahrung sich durch eine Ameisengruppe bewegt, kann Aufschluss darüber geben, wie soziale Tiere Ressourcen teilen, Arbeit koordinieren und sich an veränderte Bedingungen anpassen. Frühere Studien verwendeten eingefärbte oder leuchtende Flüssigkeiten, um Nahrung nachzuverfolgen, oder ältere radioaktive Methoden, die nur gelegentliche Momentaufnahmen lieferten. In dieser Arbeit passte das Team eine medizinische Bildgebungstechnik, die Positronenbildgebung, so an, dass der Nahrungsfluss nahezu kontinuierlich und mit hoher Empfindlichkeit verfolgt werden konnte. Sie mischten eine langlebige, Positronen emittierende Form von Natrium in Zuckerwasser, fütterten diese markierte Nahrung einer einzelnen Arbeiterin der invasiven Gelben Verrückten Ameise und ließen diese dann zur Gruppe zurückkehren. Während die Ameisen Maul-zu-Maul-Fütterung betrieben, zeichnete das Bildgebungssystem auf, wohin der radioaktive Zucker im Laufe der Zeit gelangte, ohne die Insekten zu schädigen.

Hundert Ameisen beim gemeinsamen Mahl beobachten

Die Forschenden betrachteten zunächst große Gruppen von etwa 100 Arbeiterinnen. Einer Ameise wurde erlaubt, den markierten Zucker zu trinken, und sie wurde danach in einen Behälter mit ihren Nestgenossinnen gesetzt, der zwischen zwei gegenüberstehenden Detektoren stand. Über drei Stunden hinweg nahm das System einen Film auf, der helle Punkte dort zeigte, wo sich Nahrungs-konzentrierte Ameisen befanden. Um diesen Film in Zahlen zu fassen, entwickelte das Team einen „Dispersionsindex“ — ein Maß dafür, wie ungleich die Nahrung in der Gruppe verteilt war. Ein hoher Wert bedeutete, dass nur wenige Ameisen den Großteil der Nahrung hielten; ein niedriger Wert bedeutete, dass viele Ameisen ähnliche Mengen hatten. In zwei der drei Versuche fiel der Index innerhalb von etwa 20 Minuten schnell ab und stabilisierte sich dann, was darauf hindeutet, dass die Nahrung breit unter vielen Arbeiterinnen geteilt worden war.

Wenn Teilen ins Stocken gerät statt sich auszubreiten

Der dritte Versuch mit einer großen Gruppe erzählte eine andere Geschichte. Zunächst begann sich die Nahrung zu verteilen, doch nach etwa 15 Minuten konzentrierte sie sich wieder auf nur wenige Ameisen, und dieses Muster aus Ausbreiten und Wiederkonzentrieren wiederholte sich. Nachfolgende Messungen der Radioaktivität in einzelnen Tieren bestätigten, dass in diesem Versuch nur etwa die Hälfte der Ameisen überhaupt markierte Nahrung erhielt. Die Autorinnen und Autoren vermuten, dass dies Unterschiede in der Zusammensetzung der Arbeiterinnen widerspiegelt. Gruppen der Gelben Verrückten Ameise umfassen Sammlerinnen, die tendenziell Nahrung abgeben, und Pflegerinnen, die tendenziell Nahrung erhalten. Da der dritte Versuch dieselbe Herkunftskolonie kurz nach einer vorherigen Probenahme wiederverwendete, könnte sie hauptsächlich aus nicht sammelnden Arbeiterinnen bestanden haben, was die Art und Weise veränderte, wie Nährstoffe weitergegeben wurden.

Einzelne Ameisenaustausche genau ansehen

Um die Nahrungsweitergabe auf Ebene individueller Interaktionen zu sehen, führten die Forschenden einen zweiten Versuchstyp mit nur 12 Arbeiterinnen durch. Wieder trank eine Ameise markierten Zucker, bevor sie zur Gruppe stieß, doch dieses Mal war jede Ameise mit einem Farbmuster markiert und wurde von oben mit einer Standardkamera gefilmt, während das Positronenbildgebungssystem das radioaktive Signal aufzeichnete. Mithilfe von Tracking-Software wandelte das Team das Video in kontinuierliche Positionsdaten für jedes Insekt um und kombinierte diese dann mit den Bildgebungsdaten. So konnten sie Sekunde für Sekunde schätzen, wie viel markierter Zucker jede Ameise trug und wie sich diese Menge änderte, wenn Arbeiterinnen sich trafen und Nahrung austauschten. Die Ergebnisse zeigten deutlich, dass sich Ameisen kurz nach Beginn gruppierten und der markierte Zucker vom ursprünglich gefütterten Tier zu seinen Nachbarinnen wanderte.

Was das für das Studium des Soziallebens bedeutet

Durch die Verbindung medizinischer Bildgebung mit sorgfältigem Tracking liefert diese Studie eine neue Methode, um soziale Insekten beim Teilen von Nahrung sowohl in großen als auch in kleinen Gruppen zu beobachten. Die Methode ist empfindlich genug, sehr kleine Nahrungsmengen zu erkennen, und flexibel genug, in Arten zu funktionieren, bei denen gefärbte Farbstoffe schwer zu sehen sind. Die Ergebnisse zeigen, dass sich Nahrung nicht immer gleichmäßig durch eine Gruppe verteilt: Manchmal wird sie schnell breit geteilt, und ein anderes Mal zirkuliert sie vorwiegend zwischen wenigen Individuen — sehr wahrscheinlich abhängig davon, welche Arbeiterinnen anwesend sind und welche Rollen sie innehaben. Für Nichtfachleute lautet die Kernbotschaft, dass sich eine Ameisengruppe ein wenig wie ein lebender Körper verhält, mit spezialisierten „Organen“ und „Kreislaufwegen“ für Nahrung — und dass wir nun zum ersten Mal diese interne Zirkulation in Echtzeit beobachten können.

Zitation: Suzui, N., Yamaguchi, M., Higashino, S. et al. Highly sensitive positron imaging reveals short-term food distribution patterns in ant groups. Sci Rep 16, 6833 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36930-3

Schlüsselwörter: soziales Verhalten von Ameisen, Nahrungsweitergabe, Radioisotopen-Bildgebung, Trophallaxis, kollektive Futtersuche