Wolfgang Weith: Mutualismen von Bläulingen und Ameisen: Marktmodelle im experimentellen Test (1998)

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Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurden Mutualismen von Bläulingen und der Ameisenart Lasius niger im Kontext biologischer Marktmodelle untersucht und überprüft, inwieweit Marktmodelle verläßliche Vorhersagen über den Ausgang von Konkurrenzsituationen geben können.

* In standardisierten Bioassays wurden, wie erwartet, nur bei höheren Ameisendichten meist die späteren Entwicklungsstufen von Bläulingslarven den jüngeren gegenüber im Besuch vorgezogen.
* Ameisen steigerten, wie erwartet, den Besuch an der Ressource mit zunehmender Ameisenzahl in der Arena. Hierbei wurden Dreiergruppen von Raupen besser besucht als einzelne Tiere, jedoch war der Pro-Kopf-Besuch an Larven in der Gruppe niedriger als bei einzeln gehaltenen Larven, was einer Kosten-Nutzen-Optimierung im Sinne der Marktmodelle entsprach.
* Eine Korrelation von Tentakelorganaktivität und Sekretabgaberate bei Polyommatus icarus konnte nicht ermittelt werden. Die Aussendung von sogenannten "ehrlichen Signalen" konnte somit für das vorliegende System nur bedingt bestätigt werden.
* Die Sekretabgabe folgte einer charakteristischen und vorhersagbaren zeitlichen Dynamik, wobei zu Beginn einer Interaktion im Mittel meist mehr Sekret abgegeben wurde als später, der Ameisenbesuch aber erstaunlich konstant blieb.
* In freien Wahlsituationen, die einen Markt simulierten, wurden gleichwertige Ressourcen wie erwartet auch gleichwertig ausgebeutet.
* Quantitative Effekte in der Präferenz der Ameisen traten in Wahlversuchen, in denen einzelne Larven gegen Dreiergruppen von Larven getestet wurden, wie erwartet deutlich durch Bevorzugung der jeweils größeren Ressource auf.
* Zuckerwasserlösungen wurden von den Ameisen fast immer besser besucht, lediglich bei Polyommatus coridon gab es wider Erwarten keinen Unterschied zwischen Dreiergruppen von Larven und Zuckerwasser. Hier wurde der Einfluß von Manipulation durch Kommunikationssignale der Raupen relativ deutlich ersichtlich.
* Es bestand eine Artenhierarchie in der Attraktivität der drei untersuchten Lycaenidenarten für die Ameise Lasius niger. Im Wahlversuch wurden Polyommatus amandus und Polyommatus coridon gegenüber Polyommatus icarus bevorzugt.
* Die Vorhersagen von Marktmodellen trafen oft zu, jedoch erwiesen sie sich dort als unzulänglich, wo Manipulation oder Eigenheiten in der Biologie der beteiligten Arten eine wesentliche Rolle spielen.
* Im Hinblick auf die interspezifischen Mutualismen zwischen Bläulingen und Ameisen bestehen die Vorteile der Marktmodelle gegenüber anderen Modellen nicht in der Vorhersagegenauigkeit, sondern in einer vereinfachenden Beschreibung komplexer Zusammenhänge.

Summary

Mutualism between lycaenid butterfly larvae and ants: experimental tests of market models

I examined mutualistic interactions between lycaenid butterfly larvae and the ant species Lasius niger in the context of biological market models. I especially tested whether these models allow for reliable predictions about the outcome of interactions in situations where there is competition for mutualists.

· Ants preferred older (and more profitable) larval instars over younger stages only at higher ant densities.

· At higher caterpillar densities in an arena, overall more ant workers engaged in interactions. However, in groups of three caterpillars per-capita ant visitation was lower than at single caterpillars. This suggests that ants optimise the number of workers allocated to collect nectar secretions, in line with predictions from market models (i.e. reduction of sampling costs).

· There was no positive correlation between activity of the eversible tentacle organs and nectar secretion rates among larvae of Polyommatus icarus. This finding is not in line with predictions derived from the concept that tentacle organs honestly signal secretory capacity.

· Nectar secretion followed a distinct temporal pattern: at the onset of a caterpillar-ant association secretion rates were higher and subsequently decreased. Nevertheless, ant visitation remained remarkably constant across the duration fo the experiments.

· In free choice situations resources of equal quality were visited equally strongly.

· When single caterpillars or groups of three were simultaneously offered to ant colonies in free choice tests, the ants significantly preferred the more profitable group of larvae.

· Sucrose solution (a highly profitable resource) was mostly visited more strongly than competing lycaenid larvae. Yet, groups of three larvae of the highly myrmecophilous species Polyommatus coridon attracted as many ants as a sucrose solution. Here manipulation by larval communication signals seems to play a leading role in regulating ant visitation.

· In choice tests there was a clear hierarchy in the attractiveness of caterpillrs to the ant L. niger: Polyommatus amandus and especially P. coridon were highly preferred over P. icarus.

· Predictions derived from market models were frequently matched by experimental data, but failed if manipulation through communication or specific characters of the species’ life cycles were important.

· With regard to the interspecific mutualism between lycaenid butterfly larvae and ants advantages of market models were not seen in a higher precision of predictions, but rather in a more simple and straightforward conceptualisation of relationships.