Interacties in een verborgen microkosmos: mieren, mierengasten en fungale ectoparasieten

Probleemstelling

Sociale symbionten, ”inquilines” of mierengasten zijn geleedpotigen – mijten, pissebedden, springstaarten, krekels, vliegen, kevers, enzovoort – die in het nest van hun mierengastheren leven en een symbiotische relatie met hen hebben. Deze relatie kan parasitair, commensalistisch of mutualistisch zijn. Relaties tussen mieren en hun diverse soorten inquiline geleedpotigen worden beïnvloed door een reeks ecologische en levensgeschiedeniskenmerken. Mierengasten leven in een stabiel microklimaat, hebben toegang tot overvloedig voedsel en worden beschermd tegen roofdieren en de meeste microbiële pathogenen door een ”sociale immuniteit”, wat resulteert in verminderde virulentie.

Mieren zijn gastheer voor een diversiteit aan symbiotische micro-organismen. Gezien de aanwezigheid van mierengasten in het “microhabitat” van een mierennest, is het mogelijk dat de geleedpotigen die in het nest samenwonen, sommige van deze micro-organismen verwerven door gastheershifts. Een voorbeeld is Rickia wasmannii (Laboulbeniales), een fungale ectoparasiet die uitsluitend op Myrmica-mieren voorkomt. Onderzoek naar mierennesten in Hongarije bracht vruchtlichamen van Rickia wasmannii op inquilinemijten (Acaridae) en een inquilinevlieglarve (Diptera) aan het licht. Deze bevindingen bewijzen dat R. wasmannii in staat is om fylogenetisch onverwante, “alternatieve” gastheersoorten te infecteren die samen voorkomen in een mierennest. Dit gaat echter om een enkele observatie van dit fenomeen in mierennesten. Dit terwijl Rickia wasmannii voorkomt op 10 gastheersoorten in 17 landen. We hebben echter geen idee van infectieprevalenties op mierengasten, seizoenspatronen in infectie of (de omvang van) gastheerassociaties.

Doelstelling

In dit project zullen eerder bemonsterde mierennesten worden gescreend op de aanwezigheid van de ectoparasitaire schimmel Rickia wasmannii. Nestvariabelen en ruimtelijke organisatie van de bemonsterde nesten zullen in kaart worden gebracht om ecologische en ruimtelijke factoren te beoordelen die Rickia-infecties bevorderen. Rickia-mier- en Rickia-mierengast-associaties zullen worden beschreven op basis van microscopische technieken om identiteiten te achterhalen van parasiet en gastheer. Overdracht van Rickia binnen en tussen kolonies van Myrmica mieren, alsook tussen Myrmica-mieren en mierengasten zullen worden beoordeeld tijdens laboratoriumbioassays. Ten slotte is er de mogelijkheid om het effect van Rickia-infectie op de fitheid en mortaliteit van zowel de mieren als de mierengasten verder te onderzoeken met behulp van verschillende experimenten die kunnen worden uitgewerkt tijdens de bachelorproef. De studenten die deze bachelorproef aannemen maken kennis met taxonomie en microscopische technieken, standaardtechnieken in gedrags- en ruimtelijke ecologie en laboratoriumexperimenten. Dit project is in samenwerking met een Masterstudent. Begeleiding wordt voorzien vanuit de Onderzoeksgroep Mycologie en de Eenheid Terrestrische Ecologie, Vakgroep Biologie, Universiteit Gent.

References

Csata E, Timuş N, Witek M, Casacci LM, Lucas C, Bagnères A-G, Sztencel-Jabłonka A, Barbero F, Bonelli S, Rákosy L, Markó B. 2017. Lock-picks: fungal infection facilitates the intrusion of strangers into ant colonies. Scientific Reports 7: 46323. https://www.nature.com/articles/srep46323 [pdf]

De Kesel A, Haelewaters D, Dekoninck W. 2016. Myrmecophilous Laboulbeniales (Ascomycota) in Belgium. Sterbeeckia 34: 3-6. [pdf]

Geiselhardt SF, Peschke K, Nagel P. 2007. A review of myrmecophily in ant nest beetles (Coleoptera: Carabidae: Paussinae): linking early observations with recent findings. Naturwissenschaften 94(11): 871-894. https://doi.org/10.1007/s00114-007-0271-x [pdf]

Kronauer DJ, Pierce NE. 2011. Myrmecophiles. Current Biology 21(6): R208-R209. https://doi.org/10.1016/j.cub.2011.01.050 [pdf]

Parmentier T. 2020. Guests of social insects. In: Starr CK (ed.) Encyclopedia of Social Insects. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-90306-4_164-1 [pdf]

Pfliegler WP, Báthori F, Haelewaters D, Tartally A. 2016. Studies of Laboulbeniales on Myrmica ants (III): myrmecophilous arthropods as alternative hosts of Rickia wasmannii. Parasite 23: 50. https://doi.org/10.1051/parasite/2016060 [pdf]