4 Material und Umwelt
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Organisationseinheit der BAM
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Defensive behavior is linked to altered surface chemistry following infection in a termite society
(2023)
The care-kill response determines whether a sick individual will be treated or eliminated from an insect society, but little is known about the physiological underpinnings of this process. We exploited the stepwise infection dynamics of an entomopathogenic fungus in a termite to explore how care-kill transitions occur, and identify the chemical cues behind these shifts. We found collective responses towards pathogen-injected individuals to vary according to severity and timing of pathogen challenge, with elimination, via cannibalism, occurring sooner in response to a severe active infection. However, injection with inactivated fungal blastospores also resulted in increased albeit delayed cannibalism, even though it did not universally cause host death. This indicates that the decision to eliminate an individual is triggered before pathogen viability or terminal disease status has been established. We then compared the surface chemistry of differently challenged individuals, finding increased amounts of long-chained methyl-branched alkanes with similar branching patterns in individuals injected with both dead and viable fungal blastospores, with the latter showing the largest increase. This coincided with the highest amounts of observed cannibalism as well as signs of severe moribundity. Our study provides new mechanistic insight into the emergent collective behaviors involved in the disease defense of a termite society.
Die aus der Kirche in Greven entnommenen A. punctatum wiesen größere genetische Unterschiede auf als die aus der isolierten Zucht der BAM. Dies lässt vermuten, dass ein Austausch von zufliegenden oder eingeschleppten Individuen zu einer erhöhten genetischen Variabilität beiträgt.
Die Ergebnisse der Sequenzanalysen vom Standort Greven zeigten, dass vier Variationen vorhanden waren. Die DNA-Barcodes aus der Datenbank NCBI (Frankreich, Finnland und Deutschland) besaßen nur SNPs, die bereits aus den Insekten der Kirche in Greven bekannt waren. Nach aktueller Datenlage für den betrachteten Genabschnitt sind diese Varianten (V2 bis V22) als repräsentativ für den mitteleuropäischen Raum anzunehmen.
Potenzielle weitere Varianten lassen sich nur über eine größere Stichprobenanzahl entdecken/finden. Die Ergebnisse der Käferproben aus der isolierten Zucht der BAM sind deutlich homogener und entsprachen der Variante 1 aus Greven. Die Variante 1 wurde ebenfalls in vier französischen und einer deutschen Probe aus der NCBI-Datenbank nachgewiesen.
Die Ergebnisse deuten auf zwei Hauptvariationen (Vx und V20) hin, wobei die eine (VJ homogener als die andere (V20) zu sein scheint. Da für den Räuber K. caeruleus keine Unterschiede in der COI gefunden wurden, gilt zu prüfen, ob der gewählte Genabschnitt für die Untersuchung repräsentativ ist. Dies ist mit einer höheren Probenzahl zu validieren.