Soziales Leben Durch lauter Netzwerke müssen sie krabbeln

Beginnen wir mit einer einfachen Feststellung: Ameisen twittern nicht. Sie haben das auch gar nicht nötig, denn soziale Netzwerke werden bei ihnen seit ungefähr hundert Millionen Jahren verwendet und fortentwickelt. Keine der bekannten Ameisenarten lebt solitär, alle haben sie erstaunliche Formen der Sozialität ausgebildet, zu denen effiziente Kommunikationssysteme innerhalb der Kolonien gehören. Von Eusozialität sprechen die Biologen, und deren fortgeschrittene Form bedeutet, dass sich die Koloniemitglieder in fortpflanzungsfähige und weitgehend nicht reproduktive Kasten differenzieren. Wobei diese von der Fortpflanzung ausgeschlossenen Arbeiterkasten, denen nicht zuletzt die Pflege des Nachwuchses obliegt, sich wiederum in unterschiedliche Formen aufspalten können, um verschiedene Aufgaben in der Kolonie optimal zu erfüllen.

Welche Grade von Selbstorganisation der Kolonie mit solcher Arbeitsteilung möglich werden, hat immer schon staunen lassen. Und je genauer man hinzusehen lernte, nur umso mehr. Eine Kostprobe davon gab unlängst einer der renommiertesten Ameisenforscher, Bert Hölldobler, am Wissenschaftskolleg in Berlin. Er führte vor Augen, was Kolonien von Blattschneiderameisen der Neotropen so alles im Repertoire haben.

Ein Gipfel der Raffinesse

Agrikultur gehört dazu, auf die einige Ameisenarten vor fünfzig Millionen Jahren kamen – andere entwickelten Formen der „Milchviehhaltung“ – und die in den Pilzgärten der Blattschneider in ihrer höchstentwickelten Form zu bewundern ist, einschließlich der Produktion von Antiobiotika und der Kultivierung von Bakterien zur Bekämpfung von Parasiten. Sodann riesige Bauten für Millionen von Nestbewohnern mit einem überaus raffinierten Belüftungssystem samt Abfallmanagement, weit ausgreifende Straßennetze, akkurat sauber gehalten, zum Einbringen der Blätter, aus denen der Humus für die Hyphen des symbiontischen Pilzes hergestellt wird, dessen Ernte die Nahrung liefert. Das alles flexibel arbeitsteilig organisiert und in Gang gehalten mit Hilfe von raffinierten Kommunikationstechniken, in denen sich taktil-mechanische Elemente mit einem ausdifferenzierten Arsenal chemischer Signalstoffe verknüpfen.

Die Blattschneiderameisen sind für Bert Hölldobler und seinen nicht minder berühmten Kollegen Edmund O. Wilson kein beliebiges Beispiel. Ihre Kolonien sind vielmehr der Gipfel an Raffinesse, den die Evolution bei den sozialen Insekten – neben den Ameisen zählen dazu noch Bienen, Termiten und Wespen – erreicht hat: Sie sind die am höchsten entwickelten „Superorganismen“ der Biosphäre. Und weil das gerade auf Deutsch erschienene neue Buch von Hölldobler und Wilson über den Erfolg sozialer Insekten genau diesen Titel trägt, „Der Superorganismus“, werden sie dort auch im letzten Kapitel ausführlich dargestellt.

Soziobiologie ohne Spekulationen

Hölldobler und Wilson sind ein eingespieltes Autorenpaar. Ihr Überblickswerk „The Ants“ erschien Anfang der neunziger Jahre und brachte nicht nur die Forschung über soziale Insekten auf Trab, sondern den Autoren auch den Pulitzerpreis ein. Wilson hatte zuvor mit seinem Programm der „Soziobiologie“, das biologische Fundamente allen, auch des menschlichen Sozialverhaltens glaubte umreißen zu können, für heftige und lang andauernde Auseinandersetzungen gesorgt.

„Der Superorganismus“ hat mit diesen spekulativen Ausritten aber nichts zu tun. Das Buch zeigt, was in den vergangenen zwanzig Jahren an Wissen über die sozialen Insekten hinzugekommen ist: Wie viel genauer sich Leistungen und Regelungsmechanismen innerhalb der Kolonie mittlerweile untersuchen lassen, welche Einblicke die Entschlüsselung der molekularen Maschinerien zur Steuerung von Verhaltens- und Entwicklungsprozessen ermöglichen, wie die evolutionäre Genese von immer reibungsloser, also tendenziell konfliktfrei funktionierenden Kolonieformen sich verstehen lässt – und es greift dafür auf das von William Morton Wheeler Ende der zwanziger Jahre aufgebrachte Konzept der Kolonie als Superorganismus zurück. Ein Begriff, der seinerseits eine Vorgeschichte bei Autoren wie Ernst Haeckel, Herbert Spencer oder Gustav Theodor Fechner hatte, die von einer hierarchisierten Schöpfungsordnung handelten, in der auf jeder Organisationsebene neue Phänomene zutage treten.

Regulatorische Evolutionstheorie

Auf den ersten Blick könnte man in diesem Konzept nur ein naheliegendes darstellerisches Mittel vermuten, um Differenzierung und Zusammenspiel der Koloniemitglieder – so wie die Organe und Gewebe eines Organismus – gebührend ins Licht zu rücken. Dass viel mehr dahintersteckt, das hervorzuheben fiel in Berlin Manfred Laubichler zu, Kollege Hölldoblers an der „School of Life Sciences“ und dem vor kurzem gegründeten „Center for Social Dynamics and Complexity“ an der Arizona State University, wo auch die weltweit größte Forschergruppe für soziale Insekten beheimatet ist: Es geht um die Einübung eines neuen Verständnisses evolutionärer Prozesse an einem dafür vorzüglich geeigneten Modellsystem. Das Losungswort heißt „regulatorische Evolutionstheorie“, die Anstöße für sie gibt die evolutionäre Entwicklungsbiologie, kurz „Evo-Devo“, und es läuft darauf hinaus, mit den molekularbiologisch gebahnten Einsichten in Prozesse der individuellen wie der phylogenetischen Entwicklung von Organismen das neodarwinistische Paradigma hinter sich zu lassen – um damit aber auch in bestimmtem Sinn wieder zu Darwin zurückzufinden.

Für Darwin waren die sozialen Insekten eine harte Nuss: Wie sollte natürliche Auslese erklären, dass die Arbeiterinnen auf Reproduktion verzichten und sich statt dessen altruistisch um ihre kleinen Geschwister kümmern, wo doch der individuelle Reproduktionserfolg über evolutionäre Neuerungen entscheiden sollte? Und die morphologischen Aufspaltungen innerhalb der Arbeiterkasten passten genauso wenig ins Bild. Irgendwie, das schien klar, musste die übergeordnete Selektionseinheit Kolonie ins Spiel kommen.

Das abstrakte Gen

Weshalb es für Morton Wheeler einige Jahrzehnte später offensichtlich war, dass das Prinzip der natürlichen Selektion bestenfalls die halbe Wahrheit sein konnte. Auf Basis der modernen Synthese rückte dann zwar in den sechziger Jahren eine formale Lösung in Form von Verwandtenselektion und „inklusiver Fitness“ näher. Aber die Organismen waren da schon zu bloßen phänotypischen Testkörpern geworden, an denen die natürliche Selektion angriff und so bestimmte Genfrequenzen innerhalb von Populationen erzeugte.

Dass es auf die Gene aber gar nicht so sehr ankommt, um phänotypische Veränderungen zu schaffen, sondern auf das genomische Regulationsnetzwerk zu ihrer Expression und dessen Wechselwirkungen mit der zellulären Maschinerie, die wiederum auf die Umwelt des Organismus reagiert – Stichwort „Epigenetik“ –, genau das ist eine der Einsichten der evolutionären Entwicklungbiologie. In diesem Sinn findet sie unter verändertem Vorzeichen wieder zum Organismus jenseits der genetischen Abstraktion zurück, wie er bei Darwins Engführung von Vererbung, Entwicklung und Evolution noch im Zentrum stand.

Multilevel-Selektion

Die sozialen Insekten aber können auf verschiedenen Skalen – von der Individualentwicklung innerhalb einzelner Kasten über die Ebene der Kolonie bis zu ihrer evolutionären Entwicklungsgeschichte – vor Augen führen, wie Veränderungen in den Regulationsmechanismen zu neuen phänotypischen Formen, Verhaltensweisen und emergenten Organisationsformen führen, die dann zu Angriffspunkten von Selektionsdruck werden. Und daran sollte sich eigentlich Schritt für Schritt nachvollziehen lassen – Stichwort „Multilevel-Selektion“ –, wie neue Selektionsebenen ins Spiel kommen und sich zueinander verhalten. Unter welchen Randbedingungen etwa die selektiven Kräfte innerhalb der Kolonie verschwinden gegenüber dem Wettbewerb zwischen den zu perfekten Superorganismen werdenden Nestern.

Am vorläufigen Endpunkt einer langen Faszinationsgeschichte der sozialen Insekten lässt sich von ihnen also tatsächlich lernen. Zwar nicht über menschliche Formen von Vergesellschaftung – wir mussten schließlich erst den Weg der kulturellen Evolution einschlagen, um zu den sozialen Netzwerken unseres globalen Nests zu finden –, aber vermutlich noch einiges über die Mechanismen von Evolution.