Gruppe Menzel

Chemical Ecology & Biotic Interactions

Keywords: chemical ecology, evolution of cuticular hydrocarbon profiles, antipredator behaviour, interspecific interactions, ecosystem functions of ants, ant community ecology, division of labor, tropical rainforest, ants, spiders, aphids.

FORSCHUNGSINTERESSEN

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit interspezifischen Interaktionen zwischen verschiedenen Ameisenarten sowie zwischen Ameisen und anderen Arthropoden. Interaktionen zwischen Ameisenarten können aggressiv sein (Konkurrenz), sie können jedoch auch mutualistisch, kommensalistisch oder parasitisch sein. Wir erforschen diese Interaktionen aus zwei Perspektiven: aus einer top-down-Perspektive erforschen wir, wie Ameisengemeinschaften in tropischen Regenwäldern organisiert sind. Wir untersuchen Nischendifferenzierung zwischen Arten sowie die Ökosystemfunktionen, die die einzelnen Arten erfüllen. in diesem Zusammenhang interessieren uns auch Biodiversität und Ökosystemfunktionen von Ameisen und anderen Arthropoden in konventioneller Landwirtschaft und Dynamischem Agroforst.

Aus der bottom-up-Perspektive untersuchen wir gezielt Interaktionen zwischen bestimmten Arten. Hier untersuchen wir Verhaltensinteraktionen und chemische Signale bei Ameise-Ameise- und Ameise-Blattlaus-Interaktionen, sowie bei Räuber-Beute-Interaktionen zwischen anderen Arthropodenarten.

Diese Interaktionen werden oftmals von chemischen Signalen bestimmt - Signalen von der Körperoberfläche der Insekten (kutikuläre Kohlenwasserstoffe) und indirekte Signale, wie z.B. chemische Fußspuren. Kürzlich konnten wir zeigen, dass Ameisen auf chemische Fußspuren anderer Kolonien und Arten reagieren, was ihr Fouragierverhalten stark beeinflussen kann. Kutikuläre Kohlenwasserstoffe (CHC) stellen das wichtigste intra- und interspezifische Kommunikationssignal bei Ameisen und anderen Insekten dar. Daher erforschen wir nicht nur ihre Rolle bei Interaktionen, sondern auch die proximaten und ultimaten Faktoren, die ihre Zusammensetzung beeinflussen. Neben ihrer Kommunikationsfunktion dienen CHC auch dazu, das Insekt vor Austrocknung zu schützen. In unserer Arbeitsgruppe untersuchen wir die daher Evolution und Diversifikation von CHC-Profilen in Folge von Selektionsdrücken, die sie durch ihre verschiedenen Funktionen erfahren. Daneben erforschen wir, wie einzelnen Individuen im Laufe ihres Lebens ihr CHC-Profil ändern können, um auf veränderte Klimabedingungen zu reagieren. Um die molekulare Basis von CHC-Biosynthese und -Evolution zu verstehen, analysieren wir zudem die Genexpression bei Individuen von verschiedenen Klimabedingungen, sowie von nahe verwandten, aber chemisch stark verschiedenen Ameisen.

Laufende Forschungsprojekte:

  1. Klimatische Einflüsse auf das Kohlenwasserstoffprofil von Ameisen und deren Konsequenzen für Trockenresistenz, Kolonieerkennung und physikalische Eigenschaften der CHC-Schicht
  2. Konkurrenzvermeidung: Verhaltensreaktionen von Ameisen auf chemische Fußspuren
  3. Interaktion von Insektenoberflächen mit den Fangfäden cribellater Spinnen
  4. Diversifizierung von CHCs bei mutualistischen Ameise-Ameise-Assoziationen (Parabiosen) im tropischen Südamerika
  5. Oberflächenchemie und Austrocknungsresistenz bei verschiedenen Arthropodentaxa

Verwendete Methoden:

  • Freilandversuche
  • Verhaltensversuche im Labor
  • Chemische Analysen von kutikulären Kohlenwasserstoffen und Fettsäuren mittels GC-MS
  • Mikrorheologische Messungen von Viskosität (in Zusammenarbeit mit Bérengère Abou, Paris)
  • Transkriptomanalysen (RNAseq)
  • mikrobielle Versuche
  • Agentenbasierte Simulationen

Bei Interesse an einer Abschlussarbeit melden Sie sich bitte per Email.

 

GRUPPENMITGLIEDER

Die "ant crew" beim Forschungsaufenthalt in Französisch-Guyana, Oktober 2018

Gruppenleiter

PostdoktorandInnen

DoktorandInnen / wissenschaftliche MitarbeiterInnen

  • Vanessa Menges: The role of chemical footprints for foraging and competitive interactions in ants
  • Lucas Jäger: The impact of cuticular chemistry and surface morphology of arthropods on adhesion forces in cribellate and ecribellate spider threads (co-supervisor Anna-Christin Joel)
  • Selina Huthmacher (Biophysical and functional consequences of cuticular hydrocarbon variation in ants)
  • Shadi Karimifard (Genomic and gene regulatory basis of rapid evolutionary diversification of a multifunctional trait) (co-supervisor Barbara Feldmeyer)
  • Katharina Wittmann (Interaktiver Insekten-Campus) (Zusammenarbeit mit Daniel Dreesmann)

MasterstudentInnen:

  • Gülsem Kara (Can ants learn responses to footprints?)
  • David Ruchatz (Acclimatory CHC changes of ants from different climatic regions analysed through automated integration)
  • Christine van Ooyen (Dietary niche of hoverflies over time)
  • Philippa Musiolik

BachelorstudentInnen:

  • Ida Völlger (Behavioural consistency of Lasius niger colonies)
  • Janina Wilk (Fungal communities in ant nests of different species)
  • Morwen Liebscher (Cuticular hydrocarbon variation and desiccation resistance in North American desert ants)
  • Daniel Burket (Cuticular hydrocarbons and sexual selection in Hawaiian crickets)

Ehemalige DoktorandInnen: