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Gerriet Fokuhl:

Ants and plants

Mutualistic benefits, dispersal patterns, and ecological applications

2008. 118 pages, 30 figures, 24 tables, 14x23cm, 280 g
Language: English

(Dissertationes Botanicae, Band 408)

ISBN 978-3-443-64321-8, paperback, price: 40.00 €

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Keywords

antsecological processesbenefitseedAmeiseökologische ProzesseNutzenSame

Contents

Synopsis top ↑

Seed dispersal by ants (myrmecochory) still provides numerous interesting questions concerning dispersal patterns and mutualistic benefits to both ants and plants.
Furthermore, ants, beyond their role as seed-dispersers are involved in a variety of ecological processes.
The author investigates the benefits of myrmecochory for both ants and plants and studies the role of ants as bioindicators for conservation activities.
Although myrmecochory has been extensively studied with respect to the benefits to plants, specific studies of dispersal patterns influenced by ants are very scarce and mostly unvalidated.
This work therefore studies the seed dispersal pattern of a set of myrmecochorous plant species in two novel mesocosm experiments by comparing seed dispersal with ants present and absent.
The contribution of a rather small-sized but highly abundant ant species of Central Europe, Temnothorax crassispinus, to myrmecochory is studied in particular and the benefit of the plants derived from their dispersal activity is assessed. The findings are discussed and illustrated and an outlook is presented about future research perspectives. Furthermore, a meta-analysis of the specificity of seed dispersal by ants is undertaken. Despite the lack of species-specific relations in myrmecochory, where it is shown that especially seeds with very low seed mass and those with very high seed mass are dependent on both small and large ants, respectively, for their dispersal.

Bespr.: Berichte der Bayerischen Botanischen Gesellschaft 78, 2008 top ↑

Ameisen stellen einen erheblichen Anteil der terrestrischen Biomasse und treten in beeindruckenden Individuenzahlen auf. Kein Wunder, dass sich überall auf der Welt Interaktionen zwischen Pflanzen und Ameisen entwickelt haben vom lockeren Zusammenleben bis hin zu erstaunlichen Abhängigkeiten, die sich soweit verfeinert haben, dass weder die Ameisenpflanzen noch die Pflanzenameisen alleine zu leben vermöchten. In Mitteleuropa spielen sich Beziehungen zwischen Pflanzen und Ameisen ganz vornehmlich als Myrmekochorie ab, also als die Ausbreitung von Samen und Früchten durch Ameisen. Sie kommt bei ungefähr 200 Samenpflanzen vor. Zum Syndrom der Ameisenausbreitung gehört die Bildung von Elaiosomen an den Diasporen. Diese nährstoffreichen Anhängsel locken Ameisen an und dienen als Nahrung. Die Ameisen verschleppen die Ausbreitungseinheiten und besorgen dabei die Ausbreitung der Pflanzen. Die Distanz ist freilich mit durchschnittlich einem Meter gering. Seit Sernander 1906 erstmals die europäischen Myrmekochoren umfassend erforschte, sind zahlreiche einschlägige Arbeiten erschienen. Viele Fragen harren jedoch immer noch der Klärung, zum Beispiel ob Pflanzen neben der reinen Diasporenausbreitung weitere Vorteile genießen und welchen Gegenwert die tierischen Partner für ihre Dienste erhalten.

Gerriet Fokuhl, betreut von einem Zoologen und einem Botaniker der Universität Regensburg, hat in seiner Doktorarbeit versucht, wichtige Fragestellungen experimentell zu lösen. Sieben von neun Kapiteln der Arbeit behandeln die einzelnen Experimente, deren Anordnung und Auswertung anschaulich und ausführlich dargestellt werden. Eine Studie analysiert die Ausbreitungsmuster einiger myrmekochorer Pflanzenarten auf besonders hergerichteten rund acht Quadratmeter großen Flächen unter natürlichen Bedingungen. Es ergibt sich, dass die Myrmekochoren bei Anwesenheit von Ameisen weiter ausgebreitet werden, als wenn man sie fernhält. Die verminderte Keimlingskonkurrenz wird als weiterer Vorteil angesehen. Fütterungsversuche mit elaiosomentragenden Samen bestätigen die Annahme, auch Ameisen würden von der Samenverbreitung profitieren. Ihre Nester enthalten signifikant mehr Puppen von Arbeiterinnen als Kontrollkolonien. Es liegt also tatsächlich eine mutualistische Beziehung vor. Ein anderer Versuch erforscht das Keimungsverhalten der Samen nach Entfernen des Elaiosoms. Bei acht von 28 mitteleuropäischen Arten steigt die Keimungsrate daraufhin an. Die Behandlung mit Myrmicacin hingegen beeinflusst die Keimung bei zwei von acht getesteten Arten negativ. Mit dieser Substanz können Ameisen die Samenkeimung in ihren Nestern verhindern. Bodenanalysen machen wahrscheinlich, dass in der unmittelbaren Umgebung von Waldameisennestern günstigere Bedingungen für myrmekochore Pflanzen herrschen. Schließlich wird auch die Bedeutung von Ameisen als Bioindikatoren beim Vergleich von alten mit jungen Kalkmagerrasen und für Renaturierungsmaßnahmen untersucht. Die Arbeit bietet viele Anregungen für weitere Experimente zu den faszinierenden Interaktionen zwischen Pflanzen und Ameisen. Nicht zuletzt enthält sie direkt umsetzbare Anregungen für den aktiven Naturschutz.

P. Döbbeler

Berichte der Bayerischen Botanischen Gesellschaft 78, 2008

Bespr.: Tuexenia 29 (2009) S. 452 top ↑

Diese Dissertation stammt aus der Arbeitsgruppe P. Poschlod am Botanischen Institut der Universität Regensburg, aus der es bereits eine Reihe von Arbeiten über Pflanze-Tier-Interaktionen gibt. Die Funktionen von Ameisen in Pflanzenbeständen sind teilweise zwar seit langem bekannt, aber meist nicht Hauptgegenstand einer größeren Arbeit, wie sie hier jetzt vorliegt. Es wurden Geländeuntersuchungen und Experimente durchgeführt, die verschiedeneAspekte wechselseitiger Beeinflussung von Pflanzen- und Ameisenarten beleuchten und, nach einer allgemeinen Einführung, in 7 Hauptkapiteln erörtert und diskutiert werden. Jedes Kapitel hat ein eigenes Thema und ist auch (außer dem gemeinsamen Literaturverzeichnis) eigenständig in übersichtlich-knapper Form angelegt. Vor allem geht es um Myrmekochorie. So wurden auf Kleinflächen im Freiland und Gewächshaus verschiedene Wald- und Freilandpflanzen mit und ohne bestimmte Ameisenarten angezogen. Es zeigt sich, dass viele Pflanzen bei Anwesenheit von Ameisen einen weiteren Ausbreitungsradius über Samen haben, teilweise auch mehr Keimlinge. Fütterungsversuche mit Samen mit Elaisom wirken sich positiv auf die Ameisenzahl (Puppen von Arbeiterinnen) aus. Bei Versuchen mit verschiedenen Partnern haben sich meist Ergebnisse ähnlicher Tendenz ergeben, mit beidseitig positiven Wirkungen. Bei einigen Pflanzen ist die Abtrennung des Elaisoms, den Fraß der Ameisen imitierend, günstig für die Keimungsrate, währen eine Behandlung mit von den Ameisen ausgeschiedenem Myrmicacin bei manchen Pflanzen negativ wirkt. Auch eine Verbesserung der Nährstoffversorgung der Pflanzen in der Umgebung von Ameisennestern lässt sich bei Untersuchungen in Wäldern nachweisen. Schließlich ergibt der Vergleich alter und junger Kalkmagerrasen für erstere wesentlich mehr (bis 22) Ameisenarten, wobei bestimmte funktionale Gruppen hervortreten, die als Bioindikatoren bei der Beurteilung und Regeneration solcher Rasen genutzt werden können. Nicht alle Ergebnisse können hier angeführt werden. Die große Zahl von Einzelaspekten wird im abschließenden Kapitel 9 zusammengefasst. Aus einer breiteren Literaturauswertung wird dort auch eine Beziehung zwischen der Körpergröße der Ameisen und der Größe transportierter Samen nachgewiesen.

Diese interessante biozönologische Arbeit hat also auch selbst mutualistische Wirkungen, indem sie sowohl positive Ergebnisse zur Populationsbiologie von Tieren als auch von Pflanzen und ihren Wechselwirkungen liefert.

H. Dierschke Tuexenia 29 (2009) S. 452

Contents top ↑

Chapter 1 General Introduction 1
Chapter 2 Dispersal patterns of myrmecochorous plants through ants
in a mesocosm experiment 6
Chapter 3 Colony growth in Myrmica rubra with supplementation of
myrmecochorous seeds 23
Chapter 4 Small ants in myrmecochory - foraging ecology and benefits in
Temnothorax crassispinus 28
Chapter 5 Germination ecology of myrmecochorous seeds: the influence of
ants 41
Chapter 6 Light and soil conditions at ant nests in Central Europe 50
Chapter 7 Re-establishment of calcareous grasslands after arable field use -
ants as bioindicators for habitat quality of ancient and recent
grasslands 60
Chapter 8 Ants as bioindicators for habitat quality wihtin a restoration
project in an abandoned limestone quarry 72
Chapter 9 Conclusions and Perspectives 83
Summary 90
Zusammenfassung 94
References 98
Appendices 114
Acknowledgements 118

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Seed dispersal by ants (myrmecochory) still provides numerous interesting and unsolved questions concerning dispersal patterns and mutualistic benefits to both ants and plants.
Furthermore, ants, beyond their role as seed-dispersers are involved in a variety of ecological processes. The author investigates the benefits of myrmecochory for both ants and plants and studies the role of ants as bioindicators for conservation activities.