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Insectes Sociaux

, Volume 37, Issue 3, pp 212–231 | Cite as

Studies on the south east Asian ant-plant associationCrematogaster borneensis/Macaranga: Adaptations of the ant partner

  • B. Fiala
  • U. Maschwitz
Article

Summary

C. borneensis (Myrmicinae) lives in close association with several myrmecophytic species of the South East Asian pioneer tree genusMacaranga (Euphorbiaceae). The ants are adapted to the plants so closely that they do not survive away from it. The only food they utilize is provided as food bodies by the plant and honeydew from specific scale insects kept inside the hollow internodes. The anatomy of the digestive tract is also adapted to life on the host plant: the crop is very small and can store only minute food quantities.

C. borneensis exclusively colonizes certainMacaranga species. Queens as well as workers are able to recognize their host plant species, probably by chemical cues. Colony founding queens swarm throughout the year, mostly during darkness. There is strong competition among queens for host plants. Queens do not carry scale insects on their nuptial flight. Worker ants are active day and night. Most of them patrol and collect food bodies on the younger parts of the host plant. An important characteristic is their cleaning behaviour, which results in removal of all foreign objects. Even though they are rather small, workers respond very aggressively to certain kinds of disturbance of the host plant. The ants attack most phytophagous insects and are especially effective in killing and removing small, softbodied herbivores (e.g. caterpillars). They do not possess a functional sting, but apply defensive secretion and—once biting an intruder—will not let go. Their effective alarm system results in a mass attack, which provides adequate defence for the colony and the host plant. A comparison with anotherCrematogaster species further illustrated the special adaptations ofC. borneensis to its host plant.

Keywords

Host Plant Host Plant Species Scale Insect Phytophagous Insect Food Quantity 
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Untersuchungen über die südostasiatische Ameisen-Pflanzen-VergesellschaftungCrematogaster borneensis Macaranga: Anpassungen des Ameisenpartners

Zusammenfassung

C. borneensis (Myrmicinae) lebt in enger Gemeinschaft mit myrmekophytischen Arten der südostasiatischen PionierbaumgattungMacaranga (Euphorbiaceae). Die Ameise ist so eng an die Pflanze adaptiert, daß sie getrennt von ihr nicht lebensfähig ist. Die Nahrung beziehtC. borneensis in Form von Nährkörperchen ausschließlich von der Pflanze. Im Sproßachseninnern gehaltene spezifische Schildläuse bieten eine weitere Nahrungsquelle. Die Adaptationen erstrecken sich bis auf die Anatomie des Verdauungstraktes: Der Kropf ist sehr klein und kann nur geringe Nahrungsmengen speichern.

C. borneensis besiedelt spezifisch nurMacaranga-Pflanzen. Sowohl Königinnen als auch Arbeiterinnen sind in der Lage, die Wirtspflanze zu erkennen, wobei offenbar chemische Reize eine Rolle spielen. Die koloniegründenden Königinnen schwärmen das gesamte Jahr über, das Schwärmen erfolgt überwiegend während der Dunkelheit. Um die besiedlungsfähigenMacaranga-Pflanzen herrscht ein starker Konkurrenzdruck. Die beteiligten Schildlausarten sind spezifisch für die Assoziation. Sie werden nicht von der Königin beim Hochzeitsflug mitgenommen. Die Arbeiterinnen sind tag- und nachtaktiv. Die meisten Tiere halten sich im jüngsten Drittel der Pflanze auf, wo sie patrouillieren und Nährkörperchen sammeln. Mittels eines spezifischen Säuberungsverhaltens entfernen die Arbeiterinnen alle Fremdobjekte von der Pflanze.

Trotz ihrer geringen Größe attackieren die Ameisen eine Vielzahl phytophager Insekten und sind dabei besonders effektiv in der Abwehr kleiner, wenig sklerotisierter Tiere wie z.B. Raupen. Sie verfügen zwar nicht über einen funktionsfähigen Stachel, setzen aber wehrsekrete ein und beißen sich hartnäckig fest. Mit Hilfe eines effektiven Alarmierungssystems, das einen Massenangriff ermöglicht, gewährleisten sie eine Verteidigung ihrer Kolonien und damit gleichzeitig ihrer Wirtspflanze. Eine Vergleich mit einer anderenCrematogaster-Art demonstriert die besonderen Adaptationen vonC. borneensis an ihre Wirtspflanze.

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References

  1. Beattie A.J., 1985. —The evolutionary ecology of ant-plant mutualisms. Cambridge Univ. Press, Cambridge, 182 pp.Google Scholar
  2. Bingham C.T., 1903. —The Fauna of British India. Hymenoptera Vol. 2. Taylor & Francis, London, 414 p.Google Scholar
  3. Blum M.S., Hermann H.R., 1978. — Venom apparatuses of the Formicidae. In: Bettini S. (ed.)Handbook exp. Pharmacol. 48. Arthropod venoms. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 801–869.Google Scholar
  4. Brauns A., 1976. —Taschenbuch der Waldinsekten. Band 1. Fischer, Stuttgart, 443 p.Google Scholar
  5. Buckley R.C. (ed.), 1982. —Ant-plant interactions in Australia. W. Junk Publ., The Hague (Geobotany 4), 162 p.Google Scholar
  6. Bünzli G.H., 1935. — Untersuchungen über coccidophile Ameisen aus den Kaffeefeldern von Surinam.Mitt. Schweiz. Ent. Ges., 16, 453–593.Google Scholar
  7. Buschinger A., Heinze J., Jessen K., Douwes P., Winter U., 1987. — First European record of a queen ant carrying a mealybug during her mating flight.Naturwissenschaften, 74, 139–140.Google Scholar
  8. Chapman J.W., Capco S.R., 1951. —Checklist of the ants (Hymenoptera, Formicidae) of Asia. Bureau of Printing, Manila, 327 p.Google Scholar
  9. Davidson D.W., Longino J.T., Snelling R.R., 1988. — Pruning of host plant neighbors by ants: an experimental approach.Ecology, 69, 801–808.Google Scholar
  10. Davidson D.W., Foster R.B., Snelling R.R., Lozada P.W., 1989. — The variable composition of some tropical ant-plant symbioses. In: Price, P.,Herbivory: Tropical and temperate perspectives. John Wiley, New York, in press.Google Scholar
  11. Eisner Th., 1957. — A comparative morphological study of the proventriculus of ants (Hymenoptera, Formicidae).Bull. Mus. Comp. Zool. Harvard, 116, 439–490.Google Scholar
  12. Fiala B., 1988. —Biologie, Funktion und Evolution eines malaysischen Myrmekophytiesystems: Die Assoziation von Crematogaster borneensis (Form.: Myrmicinae) mit Bäumen der Gattung Macaranga (Euphorbiaceae). Dissertation, Universität Frankfurt, 230 p.Google Scholar
  13. Fiala B., Maschwitz U., Tho Y.P., Helbig A.J., 1989. — Studies of a South East Asian antplant association: protection ofMacaranga trees byCrematogaster borneensis.Oecologia (Berlin), 79, 463–470.Google Scholar
  14. Fiala B., Maschwitz U., Tho Y.P. 1989. — The association betweenMacaranga spp. andCrematogaster borneensis in South East Asia. In: Proc. Symposium on Ant-Plant-Interactions 6.-9.7.89, ed. D.F. Cutler and C.R. Huxley, Oxford Univ. Press, in press.Google Scholar
  15. Hocking B., 1970. — Insect associations with the swollen horn acacias.Trans. R. Ent. Soc. Lond., 122, 211–255.Google Scholar
  16. Janzen D.H., 1966. — Coevolution of mutualism between ants and acacias in Central America.Evolution, 20, 249–275.Google Scholar
  17. Janzen D.H., 1967. — Interaction of the bull's horn acacia (Acacia cornigera L.) with an ant inhabitant (Pseudomyrmex ferruginea F. Smith) in eastern Mexico.Univ. Kansas Science Bull., 47, 315–558.Google Scholar
  18. Janzen D.H., 1969. — Allelopathy by myrmecophytes: The antAzteca as an allelopathic agent ofCecropia.Ecology, 50, 147–153.Google Scholar
  19. Janzen D.H., 1972. — Protection ofBarteria (Passifloraceae) byPachysima ants (Pseudomyrmecinae) in a Nigerian rain forest.Ecology, 53, 885–892.Google Scholar
  20. Janzen D.H., 1973. — Dissolution of mutualism betweenCecropia and itsAzteca ants.Biotropica, 5, 15–28.Google Scholar
  21. Jolivet P., 1986. —Les fourmis et les plantes. Un exemple de coévolution. Singer-Polignac, Paris, 253 p.Google Scholar
  22. Jolivet P., 1987. — Nouvelles observations sur les plantes à fourmis.Entomologiste, 43, 39–52.Google Scholar
  23. Lee P.Y., 1977. —Studies on some solft scales (Homoptera, Coccidae) associated with Macaranga hypoleuca. M. S. Thesis, Univ. Malaya, Kuala Lumpur., 41 p.Google Scholar
  24. Letourneau D.K., 1983. — Passive aggression: An alternative hypothesis for thePiper-Pheidole association.Oecologia (Berlin), 60, 122–126.Google Scholar
  25. Longino J.T., 1989. — Geographic variation and community structure in an ant-plant mutualism:Azteca andCecropia in Costa Rica.Biotropica, 21, 126–132.Google Scholar
  26. Maschwitz U., Fiala B., Moog J., Saw L.G., 1989. — Two new myrmecophytic associations from the Malay Peninsula: ants of the genusCladomyrma as partners ofSaraca thaipingensis (Caesalpiniaceae) andCrypteronia griffithii (Crypteroniaceae).Insectes Soc., in press.Google Scholar
  27. Mckey D., 1984. — Interaction of the ant- plantLeonardoxa africana (Caesalpiniaceae) with its obligate inhabitants in a rain forest in Cameroon.Biotropica, 16, 81–99.Google Scholar
  28. Mckey D., 1989. — Comparative biology of ant-plant interaction inLeonardoxa (Leguminosae: Caesalpinioideae) I. A revision of the genus, with notes on natural history.Ann. Missouri Bot. Gard., in press.Google Scholar
  29. Morrison H., 1921. — Some nondiaspine Coccidae from the Malay Peninsula with descriptions of apparently new species.Phillip. J. Sci., 18, 637–677.Google Scholar
  30. Oh H.K., 1973. —The soft scales (Homoptera, Coccidae) of Macaranga triloba. M. S. Thesis, Univ. Malaya, Kuala Lumpur, 57 p.Google Scholar
  31. Ong S.L., 1978. —Ecology of the ant-association in Macaranga triloba. Ph. D. Thesis, Univ. Malaya, Kuala Lumpur, 143 p.Google Scholar
  32. Risch S., 1982. — HowPheidole ants helpPiper plants.Brenesia, 19/20, 545–548.Google Scholar
  33. Risch S., Mcclure M., Vandermeer J., Waltz S., 1977. — Mutualism between three species of tropicalPiper (Piperaceae) and their ant inhabitants.Am. Midl. Nat., 98, 433–444.Google Scholar
  34. Roepke W., 1930. — über einen merkwürdigen Fall von “Myrmekophilie”, bei einer Ameise (Cladomyrma sp.?) auf Sumatra beobachtet.Misc. Zool. Sumatrana, 45, 1–3.Google Scholar
  35. Schremmer F., 1984. — Untersuchungen und Beobachtungen zur ökoethologie der PflanzenameisePseudomyrmex triplarinus, welche die Ameisenbäume der GattungTriplaris bewohnt.Zool. Jb. Syst., 111, 385–410.Google Scholar
  36. Takahashi R., 1952. — Some species of nondiaspine scale insects from the Malay Peninsula.Ins. Matsum., 18, 9–17.Google Scholar
  37. Wheeler W.M., 1922. — Ants of the American Congo Expedition.Bull. Am. Mus. Nat. His., 45, 631–1055.Google Scholar

Copyright information

© Masson 1990

Authors and Affiliations

  • B. Fiala
    • 1
  • U. Maschwitz
    • 1
  1. 1.Zoologisches InstitutJ.W. Goethe-UniversitätFrankfurtFederal Republic of Germany

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