Der Duft macht’s: Warum in Nacktmull-Kolonien Harmonie herrscht
Eine trächtige Nacktmull-Königin (links) und ein Arbeiter (rechts) beschnuppern sich.
Felix Petermann/Max Delbrück Center- Forscher zeigen: Ein Duft der Nacktmull-Königin hält Arbeiterinnen unfruchtbar und ruhig.
- Die Substanz heißt Isopropylmyristat, sie wirkt auf den Geruchssinn und das Gehirn der Tiere.
- Schon der Duft ohne Königin verhindert Fortpflanzung – Kämpfe bleiben aus, solange er da ist.
- Der Stoff erhöht Prolaktin und senkt Progesteron, was die Fruchtbarkeit reduziert.
- Isopropylmyristat wird nur produziert, wenn die Königin trächtig ist – danach beginnt der Thronkampf.
Die Zusammenfassung wurde durch künstliche Intelligenz erstellt.
Man stelle sich das Szenario vor: Ein Staatsoberhaupt verströmt einen Duft, der dafür sorgt, dass mögliche Konkurrenz erst gar nicht auf dumme Gedanken kommt, sondern ruhig und pflichtbewusst der ihr zugeteilten Arbeit nachgeht. Klingt nach einer etwas düsteren Utopie? Im Nacktmull-Staat ist es die Realität.
Ein internationales Forscherteam um Gary Lewin, Leiter der Arbeitsgruppe „Molekulare Physiologie der somatosensorischen Wahrnehmung“ am Max Delbrück Center in Berlin, hat herausgefunden, dass die Königin der in Kolonien lebenden Nacktmulle, einer afrikanischen Säugetierart, eine flüchtige Substanz namens Isopropylmyristat absondert. Sie bewirkt, dass alle anderen Weibchen der Gruppe unfruchtbar bleiben.
„Das funktioniert sogar dann, wenn die Königin selbst gar nicht anwesend ist, sondern die Tiere nur diesem Duftstoff ausgesetzt sind“, erklärt der Erstautor der Studie, Mohammed Khallaf, im Fachjournal „Nature“.
Für Menschen geruchlos, für Nacktmulle nicht
Seit rund einem Vierteljahrhundert erforscht Lewin die Biologie der Nacktmulle, die auch aus medizinischer Sicht äußerst interessant sind: Die Nagetiere, von denen am Max Delbrück Center derzeit rund 450 Exemplare ähnlich wie in ihrer Heimat in Tunnelsystemen leben, werden uralt, erkranken nicht an Krebs und empfinden wenig Schmerzen.
Darüber hinaus zählen sie zu den ganz wenigen Säugetierarten, die eusozial sind, also wie Bienen oder Ameisen in festen Staaten leben – mit einer sich stetig fortpflanzenden Königin an der Spitze und vielen unfruchtbaren Arbeitern, die zusammen Futter beschaffen, den Nachwuchs aufziehen und anderen Aufgaben, die der Gemeinschaft dienen, nachgehen.
Im Tierpark Berlin ist ein Nacktmull (Heterocephalus glaber) zu sehen (Archivbild).
Imago/Hohlfeld„Für unsere Studie wollten wir herausfinden, über welche biologischen Mechanismen die Königin ihre Alleinherrschaft aufrechterhält“, erklärt Lewin. „Wir hatten vermutet, dass Duftstoffe ähnlich wie bei Insekten eine wichtige Rolle spielen – auch weil wir festgestellt hatten, dass Nacktmulle mit ihrem Geruchssinn Tiere der eigenen und einer fremden Kolonie unterscheiden.“
Deshalb haben er und sein Team zunächst per Massenspektrometrie jene flüchtigen Substanzen charakterisiert, die ausschließlich die Königinnen im Unterschied zu den Arbeiter*innen verströmen.
Rolle der Chemikalie Isopropylmyristat
Die Forscher stießen auf eine bekannte Chemikalie namens Isopropylmyristat, die unter anderem in vielen Kosmetikprodukten enthalten ist – als Lösungsmittel und feuchtigkeitsspendende Substanz. Für Menschen ist sie nahezu geruchlos, für Nacktmulle offenbar nicht.
„Mit elektrophysiologischen Methoden und funktionellem Ultraschall, der die Durchblutung und damit die Aktivität einzelner Hirnregionen erfasst, konnten wir nachweisen, dass ihre Riechrezeptoren die Substanz wahrnehmen und dass deren Signale im Geruchszentrum des Gehirns verarbeitet werden“, erläutert Khallaf. „Hochrangige Tiere mieden den Geruch zudem, wenn sie die Möglichkeit dazu erhielten – wahrscheinlich weil er sie an die Dominanz ihrer Königin erinnert.“
Duft der Königin beeinflusst Hormone
Stirbt eine Nacktmull-Königin oder wird sie aus der Kolonie entfernt, kommt es innerhalb weniger Tage zu heftigen Kämpfen und neuen Sexualkontakten. Sobald das erste Weibchen trächtig ist, wird es zur neuen Königin und im Staat kehrt wieder Ruhe ein.
„Wir haben in unseren Experimenten allerdings festgestellt, dass für die Harmonie in der Gruppe die Anwesenheit der Königin nicht zwingend notwendig ist“, berichtet Lewin. „Es reicht aus, wenn wir dort täglich Isopropylmyristat versprühen.“ Ohne den Duft der Königin beginnen die Kämpfe nach kurzer Zeit erneut.
Ihre Wirkung entfaltet die Substanz auch in Zweiergruppen. „Bringt man ein Weibchen und ein Männchen einer Kolonie in einem Käfig zusammen, werden sie nach ein paar Tagen sexuell aktiv“, so Khallaf. „Das passiert nicht, wenn sie jeden Tag Kontakt zur Einstreu und damit zum Geruch ihrer Königin haben. Erstaunlicherweise erwacht ihr sexuelles Interesse auch dann nicht, wenn wir täglich Isopropylmyristat in ihrem Käfig verteilen.“
Wie die Forscher in weiteren Experimenten herausfanden, bewirkt die Substanz in den Nacktmullen einen Anstieg des Hormons Prolaktin, das bei Säugetieren die Fruchtbarkeit reduziert. Gleichzeitig hält sie den Progesteron-Spiegel auf einem niedrigen Niveau. Dieses Hormon erhöht die Fruchtbarkeit. „Beide Befunde erklären, warum Nacktmulle, die dem Duft der Königin ausgesetzt sind, sich nicht fortpflanzen“, konstatiert Lewin.
Nacktmulle im Nachtierhaus des Frankfurter Zoo (Archivbild).
Imago/rheinmainfotoUnterschiedliche Arten, ähnliche Strategien
Die Wissenschaftler konnten zudem zeigen, dass die Königin nur dann Isopropylmyristat produziert, wenn sie trächtig ist. „Kann sie sich nicht mehr fortpflanzen, steigen bei den anderen Tieren die Progesteron-Werte und die Prolaktin-Werte sinken“, berichtet Lewin. In der Kolonie komme es dann erneut zu Kämpfen um die Thronfolge.
„Der Gedanke, dass allein ein Geruch den Frieden sichern und Gewalt verhindern kann, mag an Science Fiction erinnern“, sagt Khallaf. „In der Nacktmull-Welt ist er verwirklicht.“
Das gesamte Team sei überrascht gewesen, dass ein so komplexes soziales System von einem einzigen chemischen Signal reguliert werde – und nicht wie bei den Insekten von einem Cocktail an Pheromonen. „Doch offenbar greift die Evolution auch bei extrem unterschiedlichen Arten gerne auf bewährte und dann noch vereinfachte Strategien zurück.“