En myrkolonis överlevnad beror på att dess medlemmar kan skilja sina egna bokamrater från myror från en främmande – och möjligen fientlig – koloni. Denna så kallade nestmate-igenkänning är baserad på dofter som avges av ett mycket tunt lager av vax som täcker kroppen på varje myra. Samtidigt skyddar detta vaxskikt myrkroppen mot vattenförlust. Forskare vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har nu funnit att dessa två funktioner hos vaxskiktet bibehålls även i fall av motstridiga behov.

"Myror kan samtidigt anpassa sitt vaxlager för att möta två behov och på så sätt optimera det därefter", säger JGU:s evolutionsbiolog Dr Florian Menzel. "De kan anpassa sitt vaxskikt till utomhustemperaturer och därmed anpassa sig till olika vattentätningskrav. Detta förändrar skiktets sammansättning, men den kodade informationen för ömsesidig igenkänning förblir i stort sett densamma."

Vaxskikt skyddar mot uttorkning och innehåller kommunikationssignaler

Alla landlevande djur måste förhindra att deras kroppar tappar vatten. För att göra detta har nästan alla insekter ett vaxlager som täcker deras kroppar som hud. Detta vaxskikt består av flera dussintals till mer än hundra olika föreningar - kutikulära kolväten - som är specifika och utmärkande för varje art. Biologer kan använda dessa kutikulära kolväten (CHC) för att enkelt särskilja även närbesläktade arter. Hos sociala insekter som bin och myror har detta vaxskikt också andra funktioner. Den innehåller information om medlemskap i en viss art och till och med en viss koloni eller om en individ är en arbetare eller en drottning.

När temperaturen stiger blir vaxet allt mer flytande och skyddar inte längre djuren mot uttorkning. Myror kan dock snabbt justera vaxets sammansättning för att motverka CHC-smältningen. Teamet av evolutionära biologer under ledning av Dr. Florian Menzel har nu studerat om anpassning av CHC-blandningen till utomhustemperaturen också ändrar informationen som används för att känna igen bokamrater.

Studien undersöker aggressivt beteende efter olika temperaturbehandlingar

Teamet av forskare exponerade två myrarter av släktet Lasius för olika temperaturer och observerade sedan deras beteende. Den svarta trädgårdsmyran, Lasius niger, är den vanligaste myrarten i våra trädgårdar och ängar, medan den plattbröstade trädgårdsmyran Lasius platythorax lever främst i skogar eller myrar. Den sistnämnda är förvirrande lik sin släkting och kändes igen som en separat art för cirka 30 år sedan.

Små kolonier av båda arterna hölls svala, vid varma och vid fluktuerande temperaturer (d.v.s. svala på natten och varma under dagen). Efter tre veckor analyserade biologerna vaxsammansättningen och observerade hur aggressivt myrorna betedde sig mot bokamrater och icke-bokamrater från samma eller en annan temperaturgrupp.

Att separera funktioner är centralt för koloniöverlevnad

"Myrorna kunde definitivt se om deras motsvarighet var från samma bo eller inte", rapporterade Marti Wittke, huvudförfattare till studien. "Men tidigare bokamrater från en annan temperaturmiljö togs emot med mer aggressivitet." Myrorna kunde lätt särskilja medlemmar av sin egen koloni från främmande myror – även om bokompisarna hade utsatts för en annan temperaturmiljö.

"Temperatureffekterna på igenkänningen var förvånansvärt små, även om sammansättningen av vaxskiktet skiljer sig drastiskt mellan temperaturgrupper", förklarade Menzel, och antydde att igenkänning av kolonimedlemmar har mycket högre prioritet. "Koloniigenkänning är oerhört viktigt. Om främlingar, vare sig de är från samma eller från andra arter, inte upptäcks och kan komma in i kolonin kan detta leda till stora problem, till exempel om rovdjur kommer in i kolonin och äter sina larver. Men det skulle vara lika dödlig om faktiska bokamrater plötsligt inte släpptes in igen."

Publicerad i Functional Ecology , visar studien att bara några få komponenter i vaxet är tillräckliga för att upptäcka medlemskap i en koloni. "Det verkar som om vissa kolväten tjänar mer för igenkänning och vissa tjänar mer för att skydda mot uttorkning, även om inget kolväte helt klart tjänar bara den ena eller andra funktionen. I slutändan är det naturligtvis viktigt att hålla utbytet av kommunikationssignaler relativt oberoende av tätskiktsfunktion även om båda funktionerna är förankrade i vaxskiktet. Av fysiska skäl kan dock de två funktionerna inte separeras helt."

Intressant nog var de två funktionerna – underhåll av tätskikt såväl som kommunikation – mer sammanflätade i den svarta trädgårdsmyran än i den plattbröstade trädgårdsmyran. "Vi förstår ännu inte denna skillnad," tillade Menzel. + Utforska vidare

Smältegenskaper bestämmer de biologiska funktionerna hos myrornas kutikulära kolväteskikt