Senckenberg Forschung

Fossile Ameisen aus der Grube Messel

Fossilie einer Riesenameisen-Königin aus der Grube Messe
Messeler Riesenameisen-Königin der Art Titanomyrma simillimum, die knapp 5 cm lang ist.

 

 

Ameisen sind die erfolgreichste Gruppe der sozialen Insekten. Sie umfassen über 14.000 Arten. Ihre Biomasse ist enorm. Im amazonischen Regenwald ist sie sogar mehrfach höher als die der Säugetiere. Das macht die Insekten weltweit zu sehr wichtigen Bestandteilen der Ökosysteme. Einige ihrer Vorfahren haben als Fossilien in der Grube Messel die Zeit überdauert. Sie geben Forschern heute Hinweise zur Entwicklung der Artenvielfalt.

Doch obwohl sich viele Studien mit der Entwicklung der Biodiversität und der Stammesgeschichte der Ameisen beschäftigt haben, sind viele Abläufe noch unklar. Untersuchungen von fossil überlieferten Faunen von Ameisen werfen ungeklärte Fragen auf, können aber auch zur Klärung einiger Fragen beitragen

Riesenameisen in der Grube Messel

In den 47 Millionen Jahre alten Sedimenten der Fossillagerstätte Grube Messel gehören Insekten zu den häufigsten Funden, und Ameisen sind innerhalb der Insektenfossilien nicht selten. Besonders häufig und auch besonders auffällig sind die ausgestorbenen Riesenameisen der Gattung Titanomyrma, bei denen sich die Königinnen – wie schon der Name sagt – durch eine enorme Größe mit bis zu 8 cm Körperlänge auszeichnen; die Männchen sind deutlich kleiner. Aus dieser Gruppe sind bisher nur zwei Arten aus Messel bekannt. Durch Analyse der Flügeladerung lassen sich die Weibchen und Männchen jeweils einer Art zuordnen. Abgebildet ist eine Königin der kleineren Art  T. simillimum, die „nur“ knapp 5 cm lang ist. Die Riesenameisen, deren verwandtschaftliche Stellung immer noch unklar ist, sind in eozänen Fossillagerstätten in Deutschland, England und dem östlichen sowie neuerdings dem westlichen Nordamerika gefunden worden. Sie waren wahrscheinlich sehr wärmeliebend und sind am Ende des Eozäns ausgestorben. Da es für Ameisen typische geflügelte Geschlechtstiere gab, kann man mit Sicherheit annehmen, dass es soziale Tiere waren, und dass es auch Arbeiterinnen gegeben hat. Obwohl jedoch hunderte von Königinnen und Königen gefunden wurden, die im Eozän beim Hochzeitsflug in den ehemaligen Messel-See gefallen und abgesunken sind, ist noch keine Arbeiterin gefunden worden. Generell sind geflügelte Individuen häufiger als ungeflügelte in Fundstätten überliefert, die früher Seen waren, da sich geflügelte Tiere aufgrund der Oberflächenspannung des Wassers kaum befreien können, wenn Sie einmal auf die Wasseroberfläche gelangt sind.

Stechameisen und ihre erdgeschichtliche Entwicklung

Stechameisen-Königin
Stechameisen-Königin der Art Cyrtopone
striata
aus der Grube Messel, ca. 1,5 cm lang.

Die sogenannten Stechameisen (Poneromorpha) sind viel unscheinbarer und kleiner als die Riesenameisen. Die Weibchen zeichnen sich durch ihren funktionstüchtigen Stachel aus. Sie sind mit vergleichsweise wenigen Fossilien in Messel vertreten, dafür aber außergewöhnlich artenreich. Sie können auch Hinweise zum historischen Ablauf der Entwicklung der Artenvielfalt innerhalb der Ameisen geben, wie eine kürzlich zusammen mit dem Moskauer Ameisenspezialisten Gennady M. Dlussky publizierte Studie zeigt. Unter insgesamt nur 75 untersuchten Messel-Fossilien, die zu den Stechameisen gehören, sind 22 verschiedene Arten unterscheidbar. Die meisten Stechameisen aus Messel gehören zu ausgestorbenen, nur fossil bekannten Gattungen; einige wenige Funde gehören aber auch zu der heute noch existierenden Gattung Pachycondyla. Aus Vergleichen mit anderen fossil überlieferten Ameisen-Faunen können wir ableiten, dass es im Verlauf der jüngeren Erdgeschichte Veränderungen in den Dominanzverhältnissen der Ameisen-Untergruppen innerhalb der ehemaligen Lebensgemeinschaften gab. So scheinen in der chinesischen Fundstelle Fushun, die etwas älter ist als Messel, die Stechameisen ebenfalls sehr artenreich gewesen zu sein. Beim etwas jüngeren Baltischen Bernstein allerdings ist die Stechameisen-Fauna deutlich artenärmer. Dort kann man unter etwa 980 untersuchten Inklusen, die zu den Stechameisen gehören, nur 16 verschiedene Arten unterscheiden. Dieser Trend lässt sich in mehreren weiteren jüngeren Fundstellen nachweisen. Insgesamt dominierten im frühen und mittleren Eozän offenbar Stechameisen die Ameisen-Lebensgemeinschaften mit vielen verschiedenen Gattungen. Im späten Eozän gab es einen Wandel in der Stechameisen-Fauna. Viele der älteren eozänen Gattungen starben aus, dafür entstanden wenige neue Gattungen, die zum großen Teil bis heute überlebt haben.

Die bekannten Ameisenforscher Edward Wilson und Bernd Hölldobler haben 2005 den Begriff des „Paradoxons der Ponerinen“ aufgebracht. Es geht dabei um die Tatsache, dass Stechameisen eine entwicklungsgeschichtlich alte Gruppe innerhalb der Ameisen sind. Sie sind weltweit erfolgreich, aber dennoch in ihrer Sozialorganisation auffällig primitiv. Als Erklärung schlugen sie die „dynastische Sukzessions-Hypothese“ vor. Sie besagt, dass sich durch die Ablösung der Gymnospermen-Floren durch die Blütenpflanzen während der Kreidezeit der Lebensraum der Bodenstreu stark veränderte und viel komplexer wurde und damit auch Bodenstreu bewohnenden Ameisen bessere Entwicklungsmöglichkeiten bot. Stechameisen sind die artenärmere von zwei großen Ameisengruppen, die heute hauptsächlich in der Bodenstreu leben. Wilson und Hölldobler entwickelten ein Szenario zur historischen Entwicklung dieser beiden Gruppen, wonach die Stechameisen schon im frühen Eozän durch die andere bodenstreubewohnende Ameisengruppe, die sog. Myrmicinen, in ihrer Vielfalt zurückgedrängt worden seien. Die durch das Studium der Messeler Stechameisen gewonnenen Erkenntnisse können dieses Szenario präzisieren und tragen zur Entschlüsselung dieser Vorgänge bei. Es zeigte sich, dass die Stechameisen im mittleren Eozän gegenüber den Myrmicinen eindeutig dominant waren. Erst während des späten Eozäns verloren sie an ökologischer Bedeutung, und die Ameisen-Untergruppe der Myrmicinen übernahm die führende Rolle.

Fossilnachweise der Weberameisen in Messel

Fossile Weberameisen-Königin
Königin der Messeler Weberameise
Oecophylla longiceps, ca. 1,5 cm lang.

Andere in Messel nachweisbare Ameisen sind Fossilien von Weberameisen, die zu den ältesten Fossilnachweisen dieser Gruppe weltweit gehören. Insgesamt sind 13 fossile Arten beschrieben, die fast alle aus europäischen Fossillagerstätten und Bernsteinen stammen. Die einzige Ausnahme ist ein Nachweis in miozänen Ablagerungen in Kenia. Heutzutage gibt es zwei Arten von Weberameisen, die in der Alten Welt in tropischen bis subtropischen Breiten vorkommen und außerdem in Nord-Australien.

 

Arbeiterin der Ameisenart Oecophylla longinoda auf Blattnest in Südafrika
Heutige Arbeiterin der Art Oecophylla longinoda auf Blattnest in
Südafrika, Körperlänge ca. 1 cm.

Weberameisen scheinen früher deutlich artenreicher gewesen zu sein als heute, und sie waren wegen des weltweit warmen Klimas auch viel weiter verbreitet. Ihr heutiges Verbreitungsgebiet ist reliktär, aber in den heutigen Ökosystemen sind sie teilweise sehr individuenreich vertreten. Da sie räuberisch sind und viele Insekten jagen, spielen sie eine wichtige ökologische Rolle, auch bei der Schädlingsbekämpfung. Bekannt sind heutige Weberameisen vor allem dadurch, daß sie nicht ein großes Nest, sondern viele kleine Nester bewohnen, die sie aus lebenden Blättern von Bäumen zusammenweben. Zum Weben nutzen sie die Seide, die das letzte Larvenstadium normalerweise für den Bau eines Kokons produziert. Die Weberameisen-Arbeiterinnen tragen stattdessen die Larven mit ihren Mudwerkzeugen dahin, wo ein neues Blattnest zu bauen ist. Dort ziehen Gruppen von Arbeiterinnen die Blätter mit Hilfe ihrer Mandibeln eng zusammen, andere Arbeiterinnen halten die Larven und bewegen sie hin und her, während diese ihre Seide absondern. Aus der Morphologie der Fossilien ist leider nicht abzuleiten, ob auch die Messeler Ameisen schon ein ähnliches Nestbau-Verhalten hatten. Wir wissen aber, dass zumindest im Miozän dieses Verhalten schon ausgebildet war, denn in der kenianischen Fundstelle wurden auch Reste eines Blattnestes gefunden.

  

Autorin

 Dr. Sonja Wedmann

Dr. Sonja Wedmann ist Diplom-Biologin und seit Ende 2007 wissenschaftliche Mitarbeiterin am Forschungsinstitut und Naturmuseum Senckenberg. Sie koordiniert die Senckenberg-Forschungsstation Grube Messel und ist für die jährlichen Ausgrabungen in der Grube Messel verantwortlich. Ihr Forschungsgebiet sind fossile Insekten aus verschiedensten tertiären Fundstellen und dem Baltischen Bernstein, wobei Ihre  Forschungsschwerpunkte auf der Evolution der Biodiversität und der Biogeographie liegen.

https://die-welt-baut-ihr-museum.de