Zusammenfassung
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1.
Bei allen Hymenopterenstaaten, die eine hohe soziale Organisation aufweisen, wurde eine Gefahrenalarmierung nachgewiesen. Sie erfolgt auf chemischem Wege durch Gefahrenalarmstoffe. Es wurden daraufhin untersucht: Apis mellifica, Vespa germanica und Vespa vulgaris und 21 Ameisenarten (11 Myrmicinen aus 6 Gattungen, 8 Camponotinen aus 3 Gattungen und 2 Dolichoderinen aus 2 Gattungen).
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2.
Primitivere Hymenopterenstaaten wie die der Hummeln (3 Arten untersucht) und Polistes dubia haben keine Gefahrenalarmstoffe.
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3.
Die Gefahrenalarmsubstanzen werden in der Mandibeldrüse (Honigbiene, Myrmicinen und Formica) und in Abdominaldrüsen erzeugt (Camponotinen, Dolichoderinen, 4 von 6 Myrmicinengattungen); in der Giftdrüse (Vespa, Myrmica, Tetramorium und Formica), in der Dufourschen Drüse (Camponotinen) und in der Analdrüse (Dolichoderinen). Bei der Honigbiene konnte die den Stachelduft erzeugende Drüse nicht lokalisiert werden. Das Sekret wird im Stachelrinnenpolster gespeichert. Ein Teil der untersuchten Tiere besitzt mehrere Stoffe, die Gefahrenalarm auslösen (Apis, Myrmica, Tetramorium, Messor, Pheidole, Formica).
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4.
Die in den Wehrdrüsen produzierten Alarmsubstanzen sind teilweise mit dem Gift gemischt, aber nicht damit identisch (Vespa, Myrmicinen), teilweise jedoch gleichzeitig Gift und Alarmstoff (Ameisensäure bei Formica, Ketone bei Tapinoma). Sofern die abdominalen Alarmsekrete getrennt vom Gift entstehen, werden sie beim Austreten des letzteren damit gemischt (Honigbiene, Formica und Lasius).
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5.
Die Alarmsubstanzen sind, soweit untersucht, organische, lipophile (Ausnahme Ameisensäure) Stoffe mit hohem Dampfdruck.
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6.
Die Gefahrenalarmstoffe sind spezifisch wirksam und können in der Regel nicht durch andere Duftstoffe ersetzt werden.
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7.
Die Gefahrenalarmsubstanzen sind jedoch, soweit untersucht, gattungsspezifisch wirksam (Vespa, alle Ameisen), z. T. sogar intergattungsspezifisch (Nebendrüsensubstanz der Camponotinen, Abdominalalarmstoff von Pheidole pallidula für Myrmica).
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8.
Die Alarmstoffe werden mit Ausnahme der Bienenkönigin auch von den weiblichen Geschlechtstieren produziert (Vespa, Myrmica, Lasius, Tapinoma). Männchen besitzen, soweit untersucht, keine Gefahrenalarmstoffe.
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9.
Die Abgabe der Alarmsubstanzen erfolgt außer bei Biß und Stich auch unabhängig davon auf mechanische Reizung (Druck, Festhalten) und (bei der Honigbiene) auf Beblasen mit feuchtwarmer Luft. Dabei wird z. T. eine typische Alarmstellung (hocherhobenes Abdomen) eingenommen („Giftsterzeln“).
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10.
Das Verhalten der durch Alarmstoffe erregten Tiere schwankt je nach Art und Situation zwischen Angriff und Flucht. Im Nest konnten nur Angriffsreaktionen beobachtet werden, Fluchtverhalten tritt an Ameisenstraßen oder am Futterplatz auf.
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11.
Bei sehr aggressiven Ameisenarten (Formica polyctena, Tapinoma erraticum ssp. nigerrima) kann der Gefahrenalarmstoff auch dem Beutealarm dienen.
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12.
Auf anfliegende Bienen und Wespen wirkt die Gefahrenalarmsubstanz, welche beim Stechen des Gegners frei wird, erregend und markiert zugleich die Stichstelle für weitere Angriffe. Diese muß jedoch gleichzeitig optisch attraktiv (dunkel, bewegt) sein, damit sie angeflogen wird.
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13.
Es wurde bei Apis untersucht, welche auslösenden Reize des Feindobjektes nach erfolgter Alarmierung am stärksten zum Angriff reizen (Größe, räumliche Beschaffenheit).
Eine Erregungswirkung menschlichen Schweißes auf anfliegende Bienen ließ sich nicht bestätigen, dagegen stechen die Arbeiterinnen bevorzugt Objekte, die eine höhere Temperatur als ihre Umgebung besitzen.
Summary
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1.
In all hymenoptera colonies with a high social organization a danger alarm could be shown. It is produced by chemical means through alarm substances. Tested were the following insects: Apis mellifica, Vespa germanica and Vespa vulgaris and 21 species of ants (11 myrmicines out of 6 genera, 8 camponotines out of 3 genera and 2 dolichoderines out of 2 genera).
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2.
More primitive hymenoptera colonies such as bumble bees (3 species were tested) and Polistes dubia have no danger alarm secretions.
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3.
The alarm substances are produced in the mandibular gland (honey bee, myrmicines and Formica) and in abdominal glands: in the poison gland (Vespa, Myrmica, Tetramorium and Formica), in the Dufour gland (camponotines) and in the anal gland (dolichoderines). The gland producing the sting odor of the honey bee could not be located. The secretion is stored in the hairy membrane which connects the oblong plates. Some of the tested animals possess different substances which release an alarm (Apis, Myrmica, Tetramorium, Messor, Pheidole, Formica).
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4.
In some cases the alarm secretions produced by defense glands are mixed with the poison but not identical with it (Vespa, Myrmicines); in other cases both are identical (formic acid in Formica, ketones in Tapinoma). When the abdominal alarm substance is produced separately from the poison, the two are mixed when being released (honey bee, Formica and Lasius).
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5.
As far as investigated the alarm secretions are organic, lipophile substances (except for formic acid) with low boiling point.
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6.
The alarm secretions act specifically and as a rule they cannot be replaced by other odors.
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7.
Alarm substances are as far as investigated never species specific (Vespa, all ants); they partly even act intergenerically (Dufour gland of the camponotines, abdominal alarm substances of Pheidole pallidula for Myrmica).
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8.
The alarm substances are also produced by the female generatives with exception of the honey bee queen; the male generatives produce, as far as tested, no alarm secretions.
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9.
The alarm substances are released not only through active biting and stinging, but also independently from these reactions, when the animals are pressed, captured, and (in the case of the honey bee) even blown at by a jet of warm moist air. In some cases a typical alarm position is then assumed (erected abdomen-„Giftsterzeln“).
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10.
The behavior of alarmed hymenoptera varies from attack to flight according to species and situation. In the nest only attack reactions were observed, flight occurs on the trail and at feeding places.
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11.
In very aggressive species of ants the danger alarm secretion can also serve as a signal for others to help overwhelm a larger prey.
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12.
The alarm substance released by stinging the enemy stimulates approaching bees and wasps to attack and serves moreover to mark the place for further attacks. This place however must also be optically attractive (dark and moving) to be flown at.
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13.
The qualities of an enemy object were sought (size, depth) which stimulate Apis most strongly to attack, when being alarmed.
The stimulation effect of human perspiration could not be confirmed. On the other hand worker bees were found to be further stimulated to attack objects which possess a higher temperature than their surroundings.
Literatur
Autrum, H. J., u. H. Kneitz: Die Giftsekretion in der Giftdrüse der Honigbiene in Abhängigkeit vom Lebensalter. Biol. Zbl. 78, 598–602 (1959).
Blum, M. S., and P. S. Callahan: The venom and poison glands of Pseudomyrmex pallidus. Psyche 70, 69–74 (1963).
—, J. R. Walker, P. S. Callahan and A. F. Novak: Chemical, insecticidal, and antibiotic properties of fire ant venom. Science 128, 306–307 (1958).
Boch, R., and D. A. Shearer: Identification of geraniol as the active component in the Nassanoff pheromone of the honey bee. Nature (Lond.) 194, 704–706 (1962).
— and B. C. Stone: Identification of iso-amyl acetate as an active component in the sting pheromone of the honey bee. Nature (Lond.) 195, 1018–1020 (1962).
Brown, L. W.: The release of alarm and attack behavior in some new world army ants. Psyche 66, 25–27 (1960).
Brun, R.: Die Raumorientierung der Ameisen. Jena 1914.
Butenandt, A., B. Linzen u. M. Lindauer: Über einen Duftstoff aus der Mandibulardrüse der Blattschneiderameise Atta sexdens rubropilosa Forel. Arch. Anat. micr. Morph. exp. 48, 13–19 (1959).
—, u. H. Rembold: Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem. 308, 204 (1957).
Butler, C. G.: The importance of queen substance in the life of a honeybee colony. Bee World 35, 169–176 (1954).
—: The scent of queen honeybees (A. mell.), that causes partial inhibition of queen rearing. J. Ins. Physiol. 7, 258–264 (1961).
—, and J. B. Free: The behavior of worker honeybees at the hive entrance. Behaviour 4, 262–291 (1952).
Buttel-Reepen, H. v.: Sind die Bienen Reflexmaschinen ? Biol. Zbl. 20, 1–82 (1900).
Callow, R. K., N. C. Johnston and J. Simpson: 10-hydroxy-decenoic acid in the honeybee (Apis mellifica). Experientia (Basel) 15, 421 (1959).
Carlet, G.: Sur le venin des Hymenopteres et ses organique secreteurs. C. R. Acad. Sci. (Paris) 98, 1550 (1884).
—: Memoire sur le venin et l'aiguillon de l'abeille. Ann. Sci. nat., Ser. Zool. 9, 1–17 (1890).
Carthy, J. D.: The orientation of two allied species of british ants. II. Odour trail laying and following in Acanthamyops (Lasius) fuliginosus. Behaviour 3, 304–318 (1951).
Dufour, L.: Recherches sur les Orthopteres, Hymenopteres etc. C. R. Acad. Sci. (Paris) 7, 265–647 (1841).
Eibl-Eibesfeldt, I.: Über das Vorkommen von Schreckstoffen bei Erdkrötenquappen. Experientia (Basel) 5, 236 (1949).
—: Die Verhaltensentwicklung des Krallenfrosches (Xenopus laevis) und des Scheibenzünglers (Discoglossus pictus) unter besonderer Berücksichtigung der Beutefanghandlungen. Z. Tierpsychol. 19, 385–393 (1962).
Foerster, E.: Vergleichend-anatomische Untersuchungen über den Stechapparat der Ameisen. Zool. Jb., Abt. Anat. u. Ontog. 34, 348–380 (1912).
Forel, A.: Les fourmis de la Suisse. Genève 1874.
—: Der Giftapparat und die Analdrüsen der Ameisen; Z. wiss. Zool. 30 (Suppl.), 28–68 (1878).
Free, J.: The stimuli releasing the stinging response of honeybees. Anim. Behav. 9, 193–196 (1961).
Freisling, J.: Zur Psychologie der Feldwespe. Z. Tierpsychol. 5, 439–463 (1943).
Frisch, K. v.: Über einen Schreckstoff der Fischhaut und seine biologische Bedeutung. Z. vergl. Physiol. 29, 46–145 (1941).
—: Die Tänze der Bienen. Öst. zool. Z. 1, 1–48 (1946).
Ghent, R. L., and L. E. Gary: A chemical alarm releaser in honey bee stings. Psyche 69, 1–7 (1962).
Goetsch, W.: Untersuchungen über die Zusammenarbeit im Ameisenstaat. Z. Morph. Ökol. Tiere 28, 319–401 (1934).
- Vergleichende Biologie der Insektenstaaten. Leipzig 1953.
Hassenstein, B.: Ommatidienraster und afferente Bewegungsintegration. Z. vergl. Physiol. 33, 301–326 (1951).
Heselhaus, F.: Hautdrüsen der Apiden und verwandten Formen. Zool. Jb., Abt. Anat. u. Ontog. 43, 369–464 (1922).
Huber, F.: Nouvelles observations sur les abeilles. Paris 1814.
Hunt, T. J.: A response of worker ants to dead ants of their own species. Nature (Lond.) 179, (1957).
Jacobs, W.: Das Duftorgan von Apis mellifica und ähnliche Hautdrüsenorgane sozialer und solitärer Apiden. Z. Morph. Ökol. Tiere 3, 1–80 (1924).
—: Verhaltensbiologische Studien an Feldheuschrecken. Z. Tierpsychol., Suppl. 1, 1–228 (1953).
Janet, Ch.: De l'aigillon chez les fourmis. C. R. Acad. Sci. (Paris) 127, 638 (1898).
Karlson, P., u. M. Lüscher: Pheromone, ein Nomenklaturvorschlag für eine Wirkstoffklasse. Naturwissenschaften 46, 63 (1959).
—: Pheromones, a new term for class of biologically active substances. Nature (Lond.) 183, 55 (1959).
Kempendorff, W.: Über das Fluchtphänomen und die Chemorezeption von Helisoma (Taphius) nigricans. Arch. Molluskenk. 74 (1942).
Koller, S.: Statistische Auswertung der Versuchsergebnisse. In: Koller-Hoppe-Seyler-Thierfelder, Handbuch der physiologisch- und pathologisch-chemischen Analyse, Bd. II. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1955.
Koschewnikow, G. A.: Zur Kenntnis der Hautdrüsen der Apidae und Vespidae. Anat. Anz. 15, 519–528 (1899).
Kraepelin, K.: Untersuchungen über den Bau, Mechanismus und die Entwicklungsgeschichte des Stachels der bienenartigen Tiere. Z. wiss. Zool. 23, 289 (1873).
Kulzer, E.: Untersuchungen über die Schreckreaktion der Erdkrötenquappen (Bufo bufo). Z. vergl. Physiol. 36, 443–463 (1954).
Lecomte, J.: Recherches sur le comportement agressiv des ouvrières d'apis mellifica. Behaviour 3, 60–66 (1951).
—: Le comportement agressiv des ouvrières d'apis mellifica L. Ann. Abeille 4, 165–270 (1961).
Leuckart, R.: Lehrbuch der Anatomie der wirbellosen Tiere. 1864.
Lindauer, M.: Ein Beitrag zur Frage der Arbeitsteilung im Bienenstaat. Z. vergl. Physiol. 34, 299–345 (1952).
- Zur Biologie der stachellosen Bienen: ihre Abwehrmethoden. Ber. 8. Wanderverslg. Dtsch. Entomol. 1957.
—, u. W. E. Kerr: Die gegenseitige Verständigung bei den stachellosen Bienen. Z. vergl. Physiol. 41, 405–434 (1958).
Lorenz, K.: Der Kumpan in der Umwelt des Vogels. J. Ornithol. 83, 137–213, 289–413 (1935).
—: Über die Bildung des Instinktbegriffes. Naturwissenschaften 25, 289–331 (1937).
Lüscher, M.: Die Entstehung von Ersatzgeschlechtstieren bei der Termite Kalotermes flavicollis Fabr. Insectes sociaux 3, 119–128 (1956).
Markl, H., and M. Lindauer: Physiology of behavior in insects. In: Physiology of Insects. New York: Academic Press (im Druck).
Martin, P.: Die Volksteilung beim Schwärmen der Bienen und zugleich ein Beitrag zum Problem der Wanderschwärme. Insectes sociaux 10, 13–42 (1963).
Matthes, D.: Excitatoren und Paarungsverhalten mitteleuropäischer Malachiiden. Z. Morph. Ökol. Tiere 51, 375–546 (1962).
Moser, C. J., and M. S. Blum: Trail marking substance of the Texas leaf-cutting ant: Source and potency. Science 140, 1228 (1963).
Osman, M. F. H., u. J. Brander: Weitere Beiträge zur Kenntnis der chemischen Zusammensetzung des Giftes von Ameisen aus der Gattung Formica. Z. Naturforsch. 11, 749–753 (1961).
Pain, J.: Sur la phirormone des reines d'abeilles et ses effets physiologiques. Ann. Abeille 4, 73–152 (1961).
Pavan, M.: Biochemical aspects of insect poisons. In: Proceedings of the fourth internat. congr. of biochemistry, Wien, 1958, pp. 15–36.
Pfeiffer, W.: Über die Schreckreaktion bei Fischen und die Herkunft des Schreckstoffes. Z. vergl. Physiol. 43, 578–614 (1960).
—: Über die Verbreitung der Schreckreaktion bei Salmlern (Characidae) und Welsen (Siluroidea). Naturwissenschaften 49, 614 (1962).
Renner, M.: Das Duftorgan der Honigbiene und die physiologische Bedeutung ihres Lockstoffes. Z. vergl. Physiol. 43, 411–468 (1960).
Ribbands, C. R.: The defence of the honeybee community. Proc. roy. Soc. B 142, 514–524 (1954).
Rietschel, P.: Bau und Funktion des Wehrstachels der staatenbildenden Bienen und Wespen. Z. Morph. Ökol. Tiere 33, 313–357 (1937).
Rösch, G. A.: Über die Bautätigkeit im Bienenvolk und das Alter der Baubienen. Z. vergl. Physiol. 6, 265–298 (1927).
—: Untersuchungen über die Arbeitsteilung im Bienenstaat. Z. vergl. Physiol. 12, 1–71 (1930).
Schiemenz, P.: Über das Herkommen des Futtersaftes und die Speicheldrüsen der Biene, nebst einem Anhang über das Riechorgan. Z. wiss. Zool. 38, 71–135 (1883).
Schuá, L.: Untersuchungen über den Witterungseinfluß auf das Bienenverhalten. Z. vergl. Physiol. 34, 258–277 (1952).
Schlusche, M.: Beitrag zur Kenntnis des Stachelapparates der Vespiden mit besonderer Berücksichtigung seiner Drüsen. Zool. Jb., Abt. Anat. u. Ontog. 61, 77–99 (1936).
Schutz, F.: Vergleichende Untersuchungen über die Schreckreaktion bei Fischen und deren Verbreitung. Z. vergl. Physiol. 38, 84–135 (1956).
Seitz, A.: Die Paarbildung bei einigen Cichliden. I. Z. Tierpsychol. 4, 40–84 (1940).
Sladen, F. W. L.: A scentproducing organ in the abdomen of the worker of Apis mellifica. Ent. mon. Mag. 38, 208 (1902).
Snodgrass, R. E.: Anatomy of the honeybee. New York 1956.
Staeger, R.: Über das Mitteilungsvermögen der Waldameise beim Auffinden und Transportieren eines Beutestückes. Z. wiss. Insektenbiol. 26, 125–137 (1931).
Stitz, H.: Hymenoptera: Formicidae. Aus Dahl, Die Tierwelt Deutschlands, Bd. 37. Jena 1939.
Stumper, R.: Über Schutz- und Trutzsekrete der Ameisen. Naturwissenschaften 40, 33 (1953).
—: Le secretions attactives des reines de fourmis. Mitt. schweiz. entomol. Ges. 29, 373–380 (1956).
—: Über neue Komponenten des Giftsekrets der Ameisen. Mitt. schweiz. entomol. Ges. 32, 374 (1959).
—: Die Giftsekretion der Ameisen. Naturwissenschaften 47, 457–463 (1960).
Tinbergen, N.: Instinktlehre. Berlin 1952.
Trojan, E.: Die Dufour'sche Drüse bei Apis mellifica. Z. Morph. Ökol. Tiere 19, 678–685 (1930).
Voogd, S.: The influence of a queen on the ovary development in worker bees. Experientia (Basel) 12, 109–201 (1956).
Weber, H.: Grundriß der Insektenkunde. Stuttgart 1954.
Weyrauch, W.: Dolichovespula und Vespa. Vergleichende Übersicht über zwei wesentliche Lebenstypen bei sozialen Wespen. Biol. Zbl. 55, 484–524 (1935).
Wilson, E. O.: A chemical realeaser of alarm and digging behavior in the ant Pogonomyrmex badius Latr. Psyche 65, 41–52 (1958).
—: The source and possible nature of the odor trail of fireants. Science 129, 643–644. (1959a).
—: Chemical communication among workers of the fire ant Solenopsis saevissima. 1. Organization of mass foraging. 3. Experimental induction of social responses. Anim. Behav. 10, 134–146 (1962).
—, N. Durlach and L. Roth: Chemical releasers of necrophoric behavior in ants. Psyche 65, 108–114 (1958).
—, and M. Pavan: Glandular sources and specifity of some chemical releasers of social behavior in dolichoderine ants. Psyche 66, 70–76 (1959).
Wolff: Das Riechorgan der Biene. Nova Acta d. kön. Leop. Carol., dtsch. Akad. Naturf. 38 (1875).
Zander, E.: Handbuch der Bienenkunde in Einzeldarstellungen. III. Der Bau der Biene. Stuttgart 1951.
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Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München.
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Maschwitz, U. Gefahrenalarmstoffe und Gefahrenalarmierung bei sozialen Hymenopteren. Z. Vergl. Physiol. 47, 596–655 (1964). https://doi.org/10.1007/BF00303313
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