Das Verhältnis von Protein zu Kohlenhydrat in der Nahrung

Hoi,
- Bilder werden eingefügt, sobald die Erlaubnis der Autoren vorliegt -
in der Arbeit "Ant workers die young and colonies collapse when fed a high-protein diet" von A. Dussutour und S. J. Simpson, Proc. R. Soc. B doi:10.1098/rspb.2012.0051, werden die Auswirkungen auf das Überleben der Arbeiterinnen von Lasius niger in Bezug auf bestimmte Nahrungsbestandteile betrachtet.
Der offensichtliche Nachteil der Studie: Die untersuchten Gruppen aus Arbeiterinnen sind aus 12 ausgewachsenen Völkern separiert worden, welche im Vorfeld aus der Natur entnommen worden sind. Es handelt sich also um separierte Gruppen ohne Gyne. Diese Studie ist in der Ameisenhaltung von einigen bereits diskutiert und aus den eben genannten Gründen als von eher mäßiger Qualität angesehen worden. Jedoch erscheint mir die Diskussion diesbezüglich als nicht tiefgreifend genug.
Die Arbeiterinnen der untersuchten Gruppen sind zumeist aus der Arena entnommen worden, selten aus dem Nest. Im Übrigen ist Polyethismus nicht allgemeingültig in der Ameisenwelt als die eigentlich entscheidende Komponente für den Aufgabenbereich einer Arbeiterin anzusehen [1]. Alle 4 Experimente beginnen am selben Tag. An diesem Tag werden die Versuchsgruppen aus den Völkern entnommen. Insgesamt werden 128 Versuchsgruppen gebildet. Jede Versuchsgruppe besteht aus etwa 200 Arbeiterinnen. Experiment 1 und 2 bekommen 32, Experiment 3 24 und Experiment 4 40 Versuchsgruppen zugeteilt. Die genauen Versuchsbedingungen können unter dem oben genannten Link nachgelesen werden. Um den Fehler bezüglich der unterschiedlichen Lebensalter der Arbeiterinnen der 12 Völker zu minimieren, wird von den Leitern der Studie darauf geachtet, dass die Versuchsgruppen der jeweiligen Völker möglichst gleichmäßig auf die Experimente aufgeteilt werden.
Ausgewertet worden ist, wie lange das Sterben sämtlicher Arbeiterinnen unter den jeweiligen Versuchsbedingungen dauert.
Die Schlüsse der Studie:
1. Eine Diät aus hoher Protein- und niedriger Kohlenhydratzufuhr reduziert die Dauer des Überlebens von Arbeiterinnen auf bis zu ein Zehntel.
2. Die Verringerung der Überlebenszeit ist hauptsächlich auf die erhöhte Proteinzufuhr, denn auf den Mangel an Kohlenhydraten zurückzuführen.
3. Bereits eine eintägige Beschränkung auf eine hohe Proteinzufuhr reduziert die Dauer des Überlebens auf lange Sicht um bis zu 20% zur Vergleichsgruppe (Achtung: es geht um den Sterbeprozess der Arbeiterinnen, nicht um die Vermehrung wenn Brut vorhanden ist!).
Im Wesentlichen soll hier das Augenmerk auf das Angebot der Futtermittel gelegt werden.
Zusammensetzung des Futters:
Ergebnisse
Die Studie zeigt, dass falsche Fütterung zu einer Verkürzung des Überlebens von Arbeiterinnen führen kann.
Die Autoren verweisen auf ähnliche Ergebnisse in anderen Studien ([2]-[5]).
Die 1:1-Übertragung der Rückschlüsse auf die Haltung ist zu vermeiden, bis sich die Ergebnisse durch Parallelen einer eigenen Versuchsanordnung bestätigen lassen.
Schlüsse und Hinweise für die Haltung
In Zusammenschau mit dem Beitrag Verhalten von Paraponera clavata an Trinklösungen lässt sich folgendes weiterführen:
* wie hätten sie sonst Jahrmillionen überleben können
?
** 1 g Wasser entspricht ungefähr 1 ml Wasser bei 20°C - genauer: 1ml Wasser entspricht 1g Wasser bei 3,98°C
Wenn Fehler gefunden werde: mir bitte mitteilen, dann korrigiere ich diesen Beitrag. In 24 Stunden wird mir das allerdings ausgesprochen schwer fallen :p .
Glucose: 15,7 kJ/g
Saccharose: 17,7 kJ/g
[1] A study of polyethism in a ponerine ant: Neoponera apicalis (Hymenoptera, formicidae) - D. Fresneau, P. Dupuy - Animal Behaviour Volume 36, Issue 5, September–October 1988, Pages 1389–1399
[2] Macronutrient regulation in the tropical terrestrial ant, Ectatomma ruidum: a field study. - Cook, S. C. & Behmer - Biotropica 42, 135–139. (doi:10.1111/j.1744-7429.2009.00616.x)
[3] Colony-level macronutrient regulation in ants: mechanisms, hoarding and associated costs. - Cook, S. C., Eubanks, M. D., Gold, R. E. & Behmer - Anim. Behav. 79, 429–437. (doi:10.1016/j.anbehav.2009.11.022)
[4] Carbohydrate regulation in relation to colony growth in ants. - Dussutour, A. & Simpson - J. Exp. Biol. 211, 2224–2232. (doi:10.1242/jeb.017509)
[5] Communal nutrition in ants. - Dussutour, A. & Simpson - Curr. Biol. 19, 740–744. (doi:10.1016/j. cub.2009.03.015)
- Bilder werden eingefügt, sobald die Erlaubnis der Autoren vorliegt -
in der Arbeit "Ant workers die young and colonies collapse when fed a high-protein diet" von A. Dussutour und S. J. Simpson, Proc. R. Soc. B doi:10.1098/rspb.2012.0051, werden die Auswirkungen auf das Überleben der Arbeiterinnen von Lasius niger in Bezug auf bestimmte Nahrungsbestandteile betrachtet.
Der offensichtliche Nachteil der Studie: Die untersuchten Gruppen aus Arbeiterinnen sind aus 12 ausgewachsenen Völkern separiert worden, welche im Vorfeld aus der Natur entnommen worden sind. Es handelt sich also um separierte Gruppen ohne Gyne. Diese Studie ist in der Ameisenhaltung von einigen bereits diskutiert und aus den eben genannten Gründen als von eher mäßiger Qualität angesehen worden. Jedoch erscheint mir die Diskussion diesbezüglich als nicht tiefgreifend genug.
Die Arbeiterinnen der untersuchten Gruppen sind zumeist aus der Arena entnommen worden, selten aus dem Nest. Im Übrigen ist Polyethismus nicht allgemeingültig in der Ameisenwelt als die eigentlich entscheidende Komponente für den Aufgabenbereich einer Arbeiterin anzusehen [1]. Alle 4 Experimente beginnen am selben Tag. An diesem Tag werden die Versuchsgruppen aus den Völkern entnommen. Insgesamt werden 128 Versuchsgruppen gebildet. Jede Versuchsgruppe besteht aus etwa 200 Arbeiterinnen. Experiment 1 und 2 bekommen 32, Experiment 3 24 und Experiment 4 40 Versuchsgruppen zugeteilt. Die genauen Versuchsbedingungen können unter dem oben genannten Link nachgelesen werden. Um den Fehler bezüglich der unterschiedlichen Lebensalter der Arbeiterinnen der 12 Völker zu minimieren, wird von den Leitern der Studie darauf geachtet, dass die Versuchsgruppen der jeweiligen Völker möglichst gleichmäßig auf die Experimente aufgeteilt werden.
Ausgewertet worden ist, wie lange das Sterben sämtlicher Arbeiterinnen unter den jeweiligen Versuchsbedingungen dauert.
Die Schlüsse der Studie:
1. Eine Diät aus hoher Protein- und niedriger Kohlenhydratzufuhr reduziert die Dauer des Überlebens von Arbeiterinnen auf bis zu ein Zehntel.
2. Die Verringerung der Überlebenszeit ist hauptsächlich auf die erhöhte Proteinzufuhr, denn auf den Mangel an Kohlenhydraten zurückzuführen.
3. Bereits eine eintägige Beschränkung auf eine hohe Proteinzufuhr reduziert die Dauer des Überlebens auf lange Sicht um bis zu 20% zur Vergleichsgruppe (Achtung: es geht um den Sterbeprozess der Arbeiterinnen, nicht um die Vermehrung wenn Brut vorhanden ist!).
Im Wesentlichen soll hier das Augenmerk auf das Angebot der Futtermittel gelegt werden.
Zusammensetzung des Futters:
- Als Kohlenhydrat dient Glucose und Agar
- Als Protein kommt eine vereinheitlichte Mischung aus Casein, Molkenprotein und Hühnervolleipulver zum Einsatz
- 0,5% der Futtermenge, die den Arbeiterinnen angeboten worden ist, ist ein Vitaminpulverzusatz (Vanderzant Vitamin Mixture for Insects)
- Die Trockenmischungen Protein zu Kohlenhydrat werden in den Konzentrationen 5:1, 3:1, 1:3 und 1:5
- Die Trockenmischung wird einer 1%-igen Agarmischung im Verhältnis 4,5 (Agargel) : 1 (Trockenfuttermischung) zugesetzt. Dies entspricht einer vereinheitlichten Konzentration von etwa 200g/l
Ergebnisse
Die Studie zeigt, dass falsche Fütterung zu einer Verkürzung des Überlebens von Arbeiterinnen führen kann.
- die längste Überlebenszeit (etwa 400 Tage), wurde unter einer festen Protein(P)-Kohlenhydratmischung(C) von 1:5 (P:C) erreicht
- eine höhere Konzentration an Protein (sprich 1:3, 3:1, oder gar 5:1 (P:C) ) verkürzt die Überlebenszeit sehr deutlich
- ein getrenntes Angebot von Kohlenhydraten und Proteinen führte zu einer maximalen Überlebenszeit von etwa 370 Tagen
- eine reine Kohlenhydraternährung führte zu einer maximalen Überlebenszeit von etwa 300 Tagen
- in den ersten 150 Tagen sind in der Gruppe der rein kohlenhydraternährten weniger Arbeiterinnen verstorben, als in der Gruppe mit freier Auswahl zwischen Protein und Kohlenhydrat - im weiteren Verlauf starben die Arbeiterinnen der Gruppe der rein kohlenhydraternährten jedoch schneller
Die Autoren verweisen auf ähnliche Ergebnisse in anderen Studien ([2]-[5]).
Die 1:1-Übertragung der Rückschlüsse auf die Haltung ist zu vermeiden, bis sich die Ergebnisse durch Parallelen einer eigenen Versuchsanordnung bestätigen lassen.
Schlüsse und Hinweise für die Haltung
In Zusammenschau mit dem Beitrag Verhalten von Paraponera clavata an Trinklösungen lässt sich folgendes weiterführen:
- das Angebot von 14 g Saccharose je 100 ml Wasser kommt nahe an den in dieser Arbeit von 17 g Glucose auf 100 ml Wasser aufgeführten Energiegehalt heran.
- anstelle von 14 - 15 g Haushaltszucker je 100 ml Wasser sollten auch 17 - 20 g Traubenzucker je 100 ml Wasser verwendet werden können
- mehr als 20 g Haushaltszucker müssen nicht zur Verfügung gestellt werden, da Ameisen über sehr gute Selbstregulationsmechanismen verfügen, mit denen sie überflüssiges Wasser loswerden können [2][3][4][5] *
- die Konzentration von Proteinen in Honig liegt mit etwa 0,4 g je 100 g ** unter jener, der der Gruppe mit der längsten Überlebenszeit in dieser Studie zur Verfügung stand (3 - 3,5 g je 100 g **)
- Die Nährstoffzusammensetzung der Gruppe Lasius niger mit der längsten Überlebenszeit entspricht etwa 30-35 g Proteinmischung und 170 - 175 g Traubenzucker auf 1000 ml Wasser (oder auch 3 - 3,5 g Proteine und 17 - 17,5 g Traubenzucker auf 100 ml Wasser)
* wie hätten sie sonst Jahrmillionen überleben können

** 1 g Wasser entspricht ungefähr 1 ml Wasser bei 20°C - genauer: 1ml Wasser entspricht 1g Wasser bei 3,98°C

Wenn Fehler gefunden werde: mir bitte mitteilen, dann korrigiere ich diesen Beitrag. In 24 Stunden wird mir das allerdings ausgesprochen schwer fallen :p .
Glucose: 15,7 kJ/g
Saccharose: 17,7 kJ/g
[1] A study of polyethism in a ponerine ant: Neoponera apicalis (Hymenoptera, formicidae) - D. Fresneau, P. Dupuy - Animal Behaviour Volume 36, Issue 5, September–October 1988, Pages 1389–1399
[2] Macronutrient regulation in the tropical terrestrial ant, Ectatomma ruidum: a field study. - Cook, S. C. & Behmer - Biotropica 42, 135–139. (doi:10.1111/j.1744-7429.2009.00616.x)
[3] Colony-level macronutrient regulation in ants: mechanisms, hoarding and associated costs. - Cook, S. C., Eubanks, M. D., Gold, R. E. & Behmer - Anim. Behav. 79, 429–437. (doi:10.1016/j.anbehav.2009.11.022)
[4] Carbohydrate regulation in relation to colony growth in ants. - Dussutour, A. & Simpson - J. Exp. Biol. 211, 2224–2232. (doi:10.1242/jeb.017509)
[5] Communal nutrition in ants. - Dussutour, A. & Simpson - Curr. Biol. 19, 740–744. (doi:10.1016/j. cub.2009.03.015)