The role of volatiles in the Piper/Pheidole association for ant recruitment

In den Tropen gibt es eine Reihe von Lebensgemeinschaften von Ameisen und Pflanzen, die voneinander abhängig sind. Einige zentralamerikanische Piper-Arten, die zur Sektion Macrostachys gehören, sind eine obligatorische Verbindung mit Ameisen eingegangen. Die Pflanzen stellen Wohnräume und Nahrung bereit, während Ameisen die Pflanzen im Gegenzug vor Pflanzenschädlingen und Pilzinfektionen schützen. Das Hauptziel dieser Arbeit bestand darin, die durch Pflanzenschäden induzierte Ameisenansammlung von pflanzenbewohnenden Pheidole bicornis (Myrmicinae) in myrmekophytischen Piper Arten zu untersuchen. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden Feldversuche mit Piper obliquum und Piper fimbriulatum im Parque Nacional Piedras Blancas, nahe der biologischen Forschungsstadion La Gamba in Costa Rica durchgeführt. Verschiedene flüchtige Duftstoffe (Terpene) wurden auf ein Filterpapier pipettiert und am zweitjüngsten Internodium der Pflanzen angeboten. In verschiedenen Versuchsdurchläufen wurden Reinsubstanzen (ß-Caryophyllen, α-Copaen, Para-Cymen und trans-3-Caren), Verdünnungen dieser Reinsubstanzen und Mischungen der Terpene, sowie Green-leaf volatiles verwendet. In der Auswertung wurde ersichtlich, dass weder Green-leaf volatiles noch eine andere chemische Substanz eine mehr oder weniger gleichstarke Ameisenrekrutierung ausgelöst hat, wie die künstliche Stammverletzung mit einem Skalpell. Daraus kann geschlossen werden, dass eine starke Ameisenrekrutierung vermutlich von der Kombination mehrerer Faktoren (Umwelteinflüsse, Koloniegröße, spezifischere Duftstoffe) abhängt. Mittels DNA-barcoding wurde herausgefunden, dass es sich bei 18 von 19 untersuchten Pflanzen immer um dieselbe Ameisenart, nämlich Pheidole bicornis, handelt. Das Vorhandensein von mehreren Ameisenarten kann in dieser Studie praktisch ausgeschlossen werden. Um das Vorkommen und die Verteilung von Ölzellen, welche Terpene enthalten, zu untersuchen, wurden Stammquerschnitte diverser myrmekophytischer und nichtmyrmekophytischer Piper Arten angefertigt. Diese wurden in drei Bereiche unterteilt: Rindenparenchym mit sklerenchymatischem Ring, Region mit Phloem und Xylem und Markparenchym. Vergleiche zwischen diesen Regionen zeigten, dass sich die meisten Ölzellen im Mark der Stämme und die wenigstens in der Rinde befinden. Weiters wurden die Stammquerschnitte für Vergleiche zwischen myrmekophytischen und nichtmyrmekophytischen Piper Arten herangezogen. 42 Es konnten keine signifikanten Ergebnisse bezüglich der Verteilung der Ölzellen gefunden werden, was uns zu der Annahme führt, dass Ölzellen im Gewebe der Pflanzen möglicherweise für alternative physiologische Prozesse notwendig sind und sich nicht unbedingt spezifisch evolviert haben, um eine Reaktion bei den Ameisen auszulösen.