Polymorphismus oder doch Polyphänismus

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Polymorphismus oder doch Polyphänismus

Beitragvon el_Bomber » 28. Januar 2011, 02:02

Hallo,
ohne langes umschweifen komme ich gleich zur Sache:

Polymorphismus:
Auftreten mehrerer distinkter (unterschiedlicher) Phänotypen einer Art in der gleichen Generation und Population, bedingt durch genetische Unterschiede

Polyphänismus:
Umweltfaktoren entscheiden welche der genetisch möglichen Pläne realisiert werden.


Nun wird ja bei Ameisen immer von "polymorph" gesprochen, jedoch hängt es doch (meines Wissens nach) vom Futter ab ob sich nun eine Minor, Media, Major Arbeiterin oder sogar eine Königin entwickelt.
(Vgl. auch bei den Bienen und dem Gelee Royal)
Es sind also äußere Faktoren.

Da Ameisen einer Kolonie ja noch dazu einen hohen Verwandtschaftsgrad von 50% bei Halbschwestern und 75% bei Vollschwestern besitzen und unterschiedliche Kasten gesteuert (in einer nicht willkürlichen Verteilung) auftreten müsste doch von einem Polyphänismus und nicht von einem Polymorphismus gesprochen werden.

Es wä[h]re schön ein Paar Meinungen zu hören, bzw. zu hören wo mein Denkfehler liegt.



MfG
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AW: Polymorphismus oder doch Polyphänismus

Beitragvon NIPIAN » 28. Januar 2011, 08:35

Hoi,


wenn die Unterschiede alleine durch exogene Faktoren bedingt sind, dann entwickeln sich von Anfang an unter den gegebenen Umständen nur die bedingten Kasten. Das ist nicht der Fall. Es lässt sich bspw. durch eine konsequent gute Fütterung lediglich die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der jeweiligen Kaste ein wenig erhöhen.

Dass es bei Ameisen zu Gelee Royal-äquivalenter Fütterung kommt, ist mir unbekannt. Kannst Du mir bitte ein paar Quellen geben?
[Wenn ich mich richtig erinnere, hat ein anderer User in den vergangenen Wochen über etwas derartiges wage geschrieben. Allerdings ebenfalls ohne Quellenangabe.]

Von daher ist Polymorphismus die in meinen Augen korrekte Bezeichnung.
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AW: Polymorphismus oder doch Polyphänismus

Beitragvon Alpha Chuby » 28. Januar 2011, 09:36

Hallo el_Bomber,

eigentlich hast Du mit dieser Argumentation Recht.
In der Literatur ist immer die Rede von Polymorphismus. Der Größenunterschied bei der Minor/Major-Kaste ist aber nicht nur durch die Menge der gefütterten Nahrung gesteuert, sondern auch durch einen chemischen Stoff(dessen genaue Bezeichnung ich gerade nicht parat habe, im Laufe des Tages aber nachlesen werde).

Ausgehend von der Herleitung des Begriffs "Polymorphismus"(gr. poly=viel; morph=gestal[tig]; ismus=Suffix mask), nehme ich an das diese Namensgebung, die nicht so ganz mit unseren heutigen Definitionen übereinstimmt, historisch bedingt ist. Auch dazu müsste man eine genauere Literaturrecherche betreiben, eventuell ist sie aus einer Zeit vor unserer modernen DNA-Analyse.


Man muss immer berücksichtigen: In der Biologie gibt es nichts was es nicht gibt, trotzdem wandelt sie sich immer mehr in eine Wissenschaft der Definitionen und erhöht damit die Häufigkeit sich selbst zu widersprechen.

Grüße
Alpha Chuby
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AW: Polymorphismus oder doch Polyphänismus

Beitragvon Ossein » 28. Januar 2011, 11:33

Bei den Ameisen allein, AlphaChuby, gibt es schon nichts, was es nicht gibt...

So berichten Hölldobler/Wilson (in "The Superorganism"), dass es eine rein genetische Determinierung der Kasten bei einigen Arten gibt: Bei Pogonomyrmex barbatus und Pogomyrmex rugosus muss die Gyne einmal von zwei verschiedenen Männchen begattet werden, um Königinnen und Arbeiterinnen produzieren können.

Die Arbeiterinnen-Kaste ergibt sich aus Paarungen zweier verschiedener genetische Linien, und wird komplett aus Hybriden (F1 Hybriden) dieser beiden Linien gebildet. Im Gegensatz dazu resultiert die Königinnen-Kaste aus der Paarung zweier Geschlechtstiere derselben genetischen Linie. Wenn eine junge Königin sich nur mit Männchen ihrer Linie paart, so wird sie nie eine Kolonie gründen können, weil alle ihre weiblichen Nachkommen genetisch bestimmt sind sich zu Königinnen zu entwickeln.(...)
Häufiger gibt es den Fall, dass verschiedene Formen der Königinnen genetisch determiniert sind.


Bei (...) Harpagoxenus sublaevis unterscheiden sich ergatogyne (Arbeiterinnen ähnliche reproduzierende Weibchen, auch Interkasten* oder Intermorphe genannt) von den üblichen geflügelten Königinnen durch scheinbar nur ein einziges rezessives Allel.
Und das ist nur der Anfang, viele Arten sind genetisch eben noch nicht untersucht...

Aber:

(...) in der überwältigenden Mehrheit aller sozialen Insekten Spezies basiert der Unterschied zwischen reproduzierenden Königinnen und sich nicht reproduzierenden Arbeiterinnen nicht auf genetischen Unterschieden unter den Mitgliedern einer Kolonie. Im Allgemeinen haben alle Koloniemitglieder dieselbe Genotype für Kastenformation, die durch Umwelteinflüsse ein neugeborenes Individuum auf einen Entwicklungspfad in Richtung Königin oder Arbeiterin bringen.
In Kürze die sechs von H/W genannten Faktoren, die i.d.R. die Ausprägung als Königin oder Arbeiterin hervorbringen:

1. Ernährung der Larve: (...) Bei manchen Ameisenarten werden weibliche Larven die gut genug gefüttert wurden um eine bestimmte (Gewichts-)Schwelle in einem bestimmten Alter zu erreichen sich zu Königinnen entwickeln. Die Anderen entwickeln sich obligatorisch zu Arbeiterinnen.

2. Temperatur: Die weiblichen Larven der nördlichen (...) Gattungen Formica und Myrmica neigen dazu sich eher zu Königinnen zu entwickeln, wenn sie bei einer Temperatur nahe dem Optimum für Larvenwachstum aufwachsen.

3.Winterfrost: Eier** von Formica und Myrmica neigen dazu zu Königinnen zu reifen, wenn sie eine Frostperiode überdauern müssen (...)

4. Kasten-Selbstbeschränkung: Die Präsenz einer Mutter-Königin verhindert die Produktion neuer Königinnen bei Ameisen, Bienen und Termiten. Gleichermaßen, zumindest bei manchen Arten von Ameisen und Termiten, verhindert eine gewisse Anzahl von Soldaten die Produktion zusätzlicher Soldaten. (...)

5. Ei-Grösse: Bei zumindest einigen Ameisenarten, namentlich Formica, Myrmica und Pheidole, ist zu sehen, dass je mehr Eidotter vom Anfang an vorhanden ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich Königinnen aus ihnen entwickeln.

6. Alter der Königin: Bei zumindest einer Gattung, Myrmica, produzieren junge Mutter-Königinnen weniger Königinnen als alte Mutter-Königinnen.


(Alle Angaben nach Hölldobler/Wilson "The Superorganism", p129-137, eigene Übersetzung - ich bitte um Berichtigung der Termini wo nötig)

Somit plädiere ich hier, wie so oft, für ein herzliches sowohl als auch und nehme an, dass man nur sehr genau schauen sollte, welchen Fall man denn meint.

Wie so oft sollte man weder die Tradition aus den Augen lassen, denn sie bestimmt ja doch den Großteil der verfügbaren Literatur, noch den vulgären Gebrauch eines Wortes. Und da heißt "Polymorphismus", "polymorph" etc, in den Läden und bei vielen Haltern einfach nur "vielgestaltig", ohne die Genese einer solchen Ausprägung benennen zu wollen. (Oftmals wird nicht einmal unterschieden, ob es nur Größenunterschiede der Arbeiterinnen sind, oder ob sie tatsächlich auch andere anatomisch oder physiologisch unterschiedliche Ausprägungen haben. "Von den 296 bekannten lebenden Ameisengattungen, die 1995 anerkannt worden sind, haben nur 46, oder 15%, anatomische Subkasten." H/W "The Superorganism", s.o.)

Und wir wissen noch so wenig.

*ich persönliche, durch diskrete Unterstützung und Belehrung, halte "Interkasten" für unglücklich, "Intermorphe" für einen guten, weil passenden, Ausdruck. Danke, Merkur!

** Isi weist darauf hin, dass es eigentlich "Larven" heißen müßte, allerdings schreiben H/W ausdrücklich von Eiern. Ich habe auch schon davon gehört, dass es die Larven sind, die eine Frostperiode überdauern müssen, zumindest in der Natur. Vielleicht beziehen sie sich auf im Labor gemachte Versuche? Oder ist es ein schlichter Druck-/Lektorenfehler? Vielleicht kann da jemand Kundigeres aufklären?

EDIT: @NIPIAN und el Bomber: "Wenn ausreichend juvenile hormone im Blut präsent ist (JH+), folgt der Pfad der Entwicklung normalerweise zu einem größeren, oder sogar schnellerem, Wachstum zu einer Kaste mit größerem erwachsenen Körper. Ist eine geringere Menge dieses Hormons präsent (JH-), wird die Reife langsamer erreicht, und das Ergebnis ist eine kleinere Körpergröße." (H/W, "The Superorganism", p151-152) Dies scheint auf jeden Fall bei Atta sextens belegt, ein Zusammenhang wird allerdings auch bei anderen Arten angenommen.

EDIT2: Danke Merkur, für Deine Berichtigungen und Erläuterungen.
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AW: Polymorphismus oder doch Polyphänismus

Beitragvon Gast » 28. Januar 2011, 20:19

[font=Times New Roman]Vielen Dank, Ossein, für diese Erläuterungen.[/font]

[font=Times New Roman]Punkt 3, Winter chilling: Hier muss es selbstverständlich „larvae“ heißen! Weder bei Formica, noch bei Mymica sind Eier in der Lage, Frost zu überleben.[/font]
[font=Times New Roman]Mehr noch: Bei Formica gibt es im Winter weder Eier noch Larven im Nest! Bei Myrmica, Leptothorax und Temnothorax (als Beispiele) ist die Überwinterung im Larvenstadium (einschließlich Frost) Voraussetzung dafür, dass sich weibliche Geschlechtstiere entwickeln können (weitere Bedingungen, bes. Ernährung, kommen hinzu).[/font]

[font=Times New Roman]Auch die beiden Super-Experten sind Menschen, und „errare humanum est“, Irren ist menschlich…[/font]

[font=Times New Roman]2. Temperatur: Die weiblichen Larven der nördlichen (...) Gattungen Formica und Myrmica neigen dazu … north temperate ant genera: muss heißen: Ameisen der nördlichen gemäßigten Zone … („nördlich gemäßigte Ameisengattungen“? Ist wohl etwas arg verkürzt formuliert, auch im Englischen!).[/font]

[font=Times New Roman]5. Ei-Grösse: Bei zumindest einigen Ameisenarten, namentlich Formica, Myrmica und Pheidole,… Da sollte doch erwähnt sein, dass es bei Formica s.str. die so genannten „Wintereier“ sind, die bevorzugt zu Gynen werden (wenn Temp., Futter usw. stimmen…). Da ist nachgewiesen, dass am hinteren Eipol dieser nach der Überwinterung zuerst gelegten Eier eine histologisch sichtbare Masse von RNS eingelagert ist, das so genannte Polplasma.[/font]

[font=Times New Roman]Hö/Wi, Superorganism, p.135, schreiben auch von „Leptothoracini“. Dieser Tribus-Name ist aber schon seit Boltons Catalogue 1995 ersetzt durch „Formicoxenini“.[/font]

[font=Times New Roman]Es wird Zeit, dass ich den „Superorganism“ wirklich mal sorgfältig durchlese! Ich habe bisher immer bald wieder aufgehört, weil (natürlich, notwendigerweise) zu viel mir lange Bekanntes drin steht :)[/font]

[font=Times New Roman]Zu dem Problem „Polymorphismus“ vs. „Polyphänismus“ kann ich nur wieder meine alte Klage erheben: Es ist nicht festgelegt. Jeder kann’s halten, wie er meint.[/font]
[font=Times New Roman]Bei Ameisen spricht man traditionell von Polymorphismus der Kasten, Vielgestaltigkeit, ganz rein deskriptiv und ohne Hintergedanken zu den Ursachen.[/font]
[font=Times New Roman]Wir sprechen auch vom Geschlechtsdimorphismus, bei „normalen“ Tieren. Und eine "monomorphe" Arbeiterinnenkaste besteht halt aus durchwegs gleich gestalteten Arbeiterinnen. Soll man die vielleicht demnächst als "monophän" bezeichnen? [/font]
[font=Times New Roman]Bei vielen Schmetterlingen sehen Frühjahrs- und Herbstgeneration unterschiedlich aus. Wenn ich mich recht erinnere, ist hier der Begriff „Polyphänismus“ gebräuchlich(er).[/font]

[font=Times New Roman]MfG,[/font]
[font=Times New Roman]Merkur[/font]
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AW: Polymorphismus oder doch Polyphänismus

Beitragvon el_Bomber » 29. Januar 2011, 13:39

Ersteinmal vielen Dank für die zahlreichen Antworten und die interessante Diskussion!

@NIPIAN
Quellen habe ich nicht, ich muss gestehen dies ich habe das vor längerer Zeit mal irgendwo aufgeschnappt und einfach mal eine Querverbindung zu den Bienen aufgebaut. Dass dies falsch war hat sich ja inzwischen ergeben.

@Alpha Chuby
Man muss immer berücksichtigen: In der Biologie gibt es nichts was es nicht gibt, trotzdem wandelt sie sich immer mehr in eine Wissenschaft der Definitionen und erhöht damit die Häufigkeit sich selbst zu widersprechen.

Ja, da ist etwas dran, aber ohne Definitionen ist es auch wieder schwierig.

@Ossein
Vielen Dank, sehr informativ!

@Merkur
Auch sehr interessanter Beitrag. Wenn es bei den Ameisen alles gibt, ist es wohl auch schwierig es genau festzulegen, da ist es wohl am einfachsten bei dem gewachsenen begriff zu bleiben, auch wenn er nach aktueller Definition nicht immer zutrifft.


MfG
el_Bomber
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AW: Polymorphismus oder doch Polyphänismus

Beitragvon Gast » 29. Januar 2011, 18:02


@Merkur
Auch sehr interessanter Beitrag. Wenn es bei den Ameisen alles gibt, ist es wohl auch schwierig es genau festzulegen, da ist es wohl am einfachsten bei dem gewachsenen begriff zu bleiben, auch wenn er nach aktueller Definition nicht immer zutrifft.

Da ist halt die Frage, was die "aktuelle" Definition ist. Quelle hast Du ja nicht, aber es gibt eben auch keine Instanz, die festlegt, was jetzt "aktuell" sein soll.

Vor nicht allzu langer Zeit hat eine bekannte amerikanische Myrmekologin sich über die Begriffe "Sklavenhaltung" (slavemaking, ant slavery) und "Dulosis" aufgeregt, hat die Befürchtung geäußert, dass farbige (oder wie muss ich die dunkelhäutigen Sklaven-Nachfahren aktuell nennen?) Studierende aufgrund der amerikanischen Geschichte dadurch abgeschreckt werden, sich wissenschaftlich mit Sklavenhaltern zu befassen (sie selbst arbeitet zeitweilig über solche).
Ihr Gegenvorschlag war: "piracy" und "pirate ants". Es gab etwas Diskussion darüber, z.B. in den "Notes from Underground", zumeist ablehnend. Meines Wissens haben zumindest zwei Autoren die Begriffe in zwei Veröffentlichungen übernommen. Ihre Arbeiten sind also mit den Schlagworten "ant slavery" oder "dulosis" nicht aufzufinden, denn sie haben deren Gebrauch peinlich sorgfältig vermieden.

Dann kamen "Höhere Mächte" ins Spiel: Piraten (echte Seeräuber) sind seit ein paar Jahren am Horn von Afrika bekanntlich sehr unangenehm auffällig. Und schon war's aus mit den Ameisen-Piraten; der Vorschlag ist sang- und klanglos untergegangen. :D

So viel zum Thema "aktuelle Definitionen".

MfG,
Merkur
Gast
 


AW: Polymorphismus oder doch Polyphänismus

Beitragvon el_Bomber » 29. Januar 2011, 19:00

Die Definitionen habe ich aus einer Evolutionsvorlesung der Uni Freiburg von Prof. Peschke, dort wurden auch quellen genannt, die ich aber leider nicht mehr zusammenbekomme. Es waren auf jeden Fall Bücher die mir als einschlägig bekannt waren.
Leider habe ich (noch) keine große Fachbuchsammlung um das schnell nachzuschlagen, ist eben alles sehr teuer...


Nach nochmaligem durchlesen, meine ich folgende aussage treffen zu können:

Ameisen (einer Kolonie) sind normalerweise genetisch gleich* und die Entwicklung zu einer bestimmten Kaste wird Exogen gesteuert, es gibt aber Ausnahmen bei denen Kasten genetisch bedingt sind.
[SIZE="2"]*im Ramen des Pools der Meiose[/SIZE]

Kann man das so sagen?


Einige Fragen stellen sich mir dazu auch noch:

Wie wird eine genetische Steuerung der Kasten realisiert, eine Königin kann sich ja nicht die Eizellen und Spermien selektieren welche genau die genetischen Merkmale enthalten um eine bestimmte Kaste hervorzubringen, oder doch?
Oder denke ich da einfach zu kompliziert und es beschränkt sich auf weniger komplizierte Bedingungen wie von Ossein Zitiert wo nur Königinnen und Arbeiterinnen unterschiedliche Väter haben?

Die Arbeiterinnen-Kaste ergibt sich aus Paarungen zweier verschiedener genetische Linien, und wird komplett aus Hybriden (F1 Hybriden) dieser beiden Linien gebildet. Im Gegensatz dazu resultiert die Königinnen-Kaste aus der Paarung zweier Geschlechtstiere derselben genetischen Linie. Wenn eine junge Königin sich nur mit Männchen ihrer Linie paart, so wird sie nie eine Kolonie gründen können, weil alle ihre weiblichen Nachkommen genetisch bestimmt sind sich zu Königinnen zu entwickeln.(...)

Das markierte bedeutet es paaren sich Geschwister?



MfG
el_Bomber
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