Parasitärer Käfer, der Ameisen befällt, offenbart ungewöhnliches Gehirn.

Der Käfer Paussus favieri besitzt ein Gehirn mit olfaktorischen und motorischen Koordinationsarealen in ungewöhnlichen Proportionen bei bisher untersuchten Insekten. Diese Erkenntnis basiert auf der ersten dreidimensionalen Beschreibung des Gehirns dieser Art, die von Forschern mittels Röntgenmikrotomographie erstellt wurde. Das Insekt lebt in den Nestern der Ameise Pheidole pallidula und ist auf chemische, strukturelle und verhaltensbedingte Anpassungen angewiesen, um in der Wirtskolonie zu überleben (DOI 10.3390/insects17070701). Die Art kommt in Brasilien nicht vor.

Italienische Wissenschaftler untersuchten drei Exemplare von Paussus favieri. Zwei davon waren Männchen, eines ein Weibchen. Die Insekten wurden in Spanien, nahe Tarifa, in Nestern von Pheidole pallidula gesammelt. Zwei Exemplare wurden mikro-computergestützt untersucht. Ein Männchen wurde zusätzlich einer klassischen histologischen Untersuchung mit Hämatoxylin-Eosin-Färbung unterzogen.

Antennenlappen

Die Studie zeigte eine signifikante Entwicklung der Antennallappen. Diese Regionen verarbeiten chemische Informationen. Bei Weibchen machten die Antennallappen etwa 36 Prozent des relativen Volumens der Hauptneuropile aus. Bei den mittels Mikro-Computertomographie analysierten Männchen betrug ihr Anteil etwa 32 Prozent. Dieser Durchschnittswert übertraf die Werte der Vergleichsarten, darunter Rotbrauner Reismehlkäfer (Tribolium castaneum), Aethina tumida, Fruchtfliege (Drosophila melanogaster), Honigbiene (Apis mellifera) und Schistocerca gregaria.

Forscher bringen dieses Ergebnis mit der Bedeutung der chemischen Wahrnehmung für die Art in Verbindung. Paussus favieri nutzt chemische Signale seiner Wirtsameise. Der Käfer verwendet Spuren, die mit der Giftdrüse von Pheidole pallidula-Königinnen in Verbindung stehen, um Kolonien zu finden. Er kann die chemische Signatur der Königinnen auch durch direkten Kontakt aufnehmen.

Zentralkörper

Der Zentralkörper wies ebenfalls einen hohen Anteil auf. Diese Region ist Teil des zentralen Hirnkomplexes und an Funktionen beteiligt, die mit der Koordination von Bewegungen, der Navigation und komplexen Verhaltensweisen bei Insekten zusammenhängen. Bei Paussus favieri machte der Zentralkörper bei beiden Geschlechtern mehr als zwölf Prozent des relativen Volumens der Hauptneuropile aus.

Die Ausdehnung dieses Gebiets könnte mit dem Repertoire des Käfers innerhalb des Nestes zusammenhängen. Die Art nutzt Abwehrsekrete, die über die Flügeldecken (Coandă-Effekt) abgegeben werden, sowie akustische Signale. Studien, die im Artikel zitiert werden, deuten darauf hin, dass der Käfer die Laute von Arbeiterinnen und Königinnen der Wirtsameisen imitieren kann. Diese Strategie ermöglicht es dem Parasiten, Trophallaxis auszulösen und die Vibrationskommunikation innerhalb der Kolonie zu erkunden.

Die optischen Loben wiesen im Vergleich zur Referenzart einen relativ geringeren Anteil auf. Die reduzierte Sehfähigkeit ist mit einer Lebensweise vereinbar, die mit dem Leben am Boden und im Inneren von Nestern verbunden ist. Die optischen Loben machten bei Weibchen 35,4 Prozent und bei Männchen über 41 Prozent des Volumens der Hauptneuropile aus, jeweils vor dem Vergleich mit anderen Regionen.

Verfolgte Körper

Die gestielten Körper, die bei Insekten mit sensorischer Integration und Lernprozessen in Verbindung stehen, wiesen im Vergleich zu Tribolium castaneum ein geringeres relatives Volumen auf. Das Weibchen betrug etwa 14 Prozent, das Männchen etwa 12 Prozent. Die Forscher führen diese Reduktion auf die spezialisierte Ökologie und die eingeschränkte Ernährung von Paussus favieri zurück, die sich aus Larven, Puppen und jungen Exemplaren von Pheidole pallidula zusammensetzt.

Die Mikro-Computertomographie deckte zudem bisher unbekannte Asymmetrien dieser Art auf. Eine betraf die optischen Loben, die andere die gestielten Körper. Bei Männchen war der linke mediale Loben stärker ausgeprägt und ragte über den zentralen Körper hinaus. Bei Weibchen war dieses Merkmal nicht in gleicher Weise zu beobachten. Die Studie dokumentierte außerdem eine Asymmetrie der Antennenloben der Männchen, wobei der rechte Loben größer war als der linke.

Wissenschaftler betonen die Notwendigkeit weiterer Analysen mit mehr Exemplaren. Die Art ist in freier Wildbahn selten und weist eine eingeschränkte Phänologie auf. Dennoch deuten die Daten auf einen Zusammenhang zwischen extremer ökologischer Spezialisierung und Gehirnorganisation hin. Die Arbeit schafft eine Grundlage für die Erforschung der Neuroanatomie myrmekophiler Käfer und der Evolution von Parasiten sozialer Insekten.