Mimikri

Als Mimikry (engl. mimicry, von to mimic: „nachahmen, mimen“, verwandt mit griech. μίμηση (mímēsē): „Nachahmung, Imitation“) wird in der Biologie eine angeborene Form der Tarnung bezeichnet, die zur Täuschung eines Signalempfängers durch ein nachgeahmtes − gleichsam „gefälschtes“ − Signal führt, das für den Empfänger eine bestimmte Bedeutung hat. Der Begriff Mimikry wird gelegentlich mit der Mimese verwechselt.

Diese im Verlauf der Stammesgeschichte entstandene Analogie der Signale hat vermutlich den biologischen Zweck, die Überlebenschancen der Individuen der nachahmenden Art zu erhöhen. Bekanntestes Beispiel für Mimikry sind die Individuen einer Art, die denen einer anderen Art in bestimmter Weise zum Verwechseln ähneln.

Batessche Mimikry

Die Batessche Mimikry ist die bekannteste Form der Mimikry. Sie wurde 1862 von Henry Walter Bates in den Transactions der Linnean Society zu London erstmals wissenschaftlich beschrieben, nachdem er zwischen 1849 und 1860 in den brasilianischen Urwäldern im Amazonasgebiet umhergestreift war und dort u.a. die Schmetterlingsarten erforscht hatte. Bates bezeichnete die Nachahmung eines wehrhaften oder ungenießbaren Tieres durch harmlose Tiere zur Täuschung von Feinden als Mimikry. Inzwischen ist bekannt, dass es sich hierbei um einen Spezialfall der Schutzmimikry handelt, die den Namen des Entdeckers erhielt.

Bates war sich der weit reichenden evolutionsbiologischen Konsequenzen seiner Entdeckung wohl bewusst, denn er schrieb bereits 1862:

• „The process by which a mimetic analogy is brought about in nature is a problem which involves that of the origin of all species and all adaptations.“ („Der Prozess, durch den die mimetische Analogie in der Natur hervorgerufen wird, ist ein Problem, das verknüpft ist mit dem Entstehen aller Arten und aller Anpassungen.“)

Historisches

Im Jahre 1844 erschien in England unter dem Titel „Vestiges of natural history of creation“ eine von Robert Chambers anonym verfasste Broschüre [1], die jahrelang für Aufregung sorgte, denn sie enthielt eine Reihe von Theorien über die Entstehung der Welt und der Tiere. Die Broschüre wurde in Deutschland unter dem Titel „Natürliche Geschichte der Schöpfung“ bekannt.

Der junge britische Zoologe Alfred Russel Wallace interessierte sich für diese Broschüre und er begann, über die Entstehung der Art nachzudenken. Er lernte den britischen Entomologen Henry Walter Bates kennen, der ebenfalls von dieser Broschüre sehr angetan war. Wallace schlug Bates vor, gemeinsam eine Reise nach Südamerika zu unternehmen. Beide verfolgten ein ehrgeiziges Ziel, denn sie wollten Tatsachen über den Ursprung der Arten im Amazonasgebiet sammeln. Dort sind die beiden unabhängig von Darwin auf die Idee des Prinzips der natürlichen Zuchtwahl gekommen.

Während Wallace nur drei Jahre im brasilianischen Urwald blieb, sammelte Bates elf Jahre lang Tiere und Pflanzen. Er hatte eine sehr große Kollektion mit vielen gänzlich unbekannten Arten, doch im Gegensatz zu vielen früheren Reisenden betätigte sich Bates bereits als echter Naturforscher, der nicht nur seltenen Tieren nachspürte, sondern auch die Wechselbeziehungen zwischen verschiedenen Tierarten und deren Verhaltensweisen beobachtete. Er stellte beim Sortieren seiner umfangreichen Schmetterlingssammlung immer wieder fest, dass sich unter den farbenprächtigen Fleckenfaltern einzelne Exemplare befanden, die sehr selten waren und zu einer ganz anderen Familie, den Weißlingen, gehörten.

Die Ähnlichkeit dieser beiden Arten war so groß, dass sie als lebende Falter praktisch nicht voreinander zu unterscheiden waren. Bates erwähnte einmal: „Es ist mir nie gelungen, die Leptalis-Arten von den ihnen ähnlichen Arten zu unterscheiden.“

Genaueres zur Entdeckung von Bates

Abbildung von Bates (1862). Die obere und die dritte Reihe zeigen Dismorphia-Arten, die zweite und die letzte Reihe zeigen Ithomiini-Arten.

Die Gattung Dismorphia, früher Leptalis, bildet eine ganze Reihe verschiedener Arten aus. Diese Arten gleichen außerordentlich verschiedenen Ithomiini-Arten.

Dismorphia zählt zur Familie der Weißlinge, deren bekanntester Vertreter der Kohlweißling ist. Sehr auffallend ist es, dass Dismorphia nicht nur in ihrer Färbung, sondern auch in ihrer Flügelform ganz erheblich von ihren Verwandten abweicht. Selbst der gute Schmetterlingskenner Bates hätte die Art beim Sortieren seiner Sammlung beinahe falsch eingeordnet. Denn Dismorphia glich äußerlich verschiedenen Ithomiini-Arten viel mehr als der eigenen Verwandtschaft. Ithomiini gehört jedoch zu einer ganz anderen Familie, nämlich den Edelfaltern (Nymphalidae).

Weder Verwandtschaft noch ähnliche Lebensweise kamen als Grund für die großartige Übereinstimmung zwischen Dismorphia und Ithomiini in Frage. Bates suchte nach einer anderen Erklärung. Das Grundproblem war, warum die Schmetterlinge ausgerechnet den Edelfaltern der Gattung Ithomiini glichen. Er hatte beobachtet, dass die Ithomiini-Arten sehr häufig vorkamen, auffallend bunt waren und so langsam flogen, dass sie leicht zu fangen waren. Dies machte den Gelehrten stutzig.

Bates konnte nie beobachten, dass die von Vögeln erbeuteten Ithomiini-Arten von diesen wirklich gefressen werden. Daraus folgerte er, dass diese Schmetterlinge ungenießbar sein müssten: Ekelgeschmack, Giftigkeit, ... Vögel würden dies schnell feststellen, sich das Aussehen der ungenießbaren Falter einprägen und sie künftig meiden.

Gäbe es nun im selben Gebiet einen deutlich selteneren Schmetterling, der – obwohl prinzipiell genießbar − die Ithomiini-Arten in Aussehen und Verhalten nachahmte, so würde er die Vögel täuschen und gleichfalls nicht gefressen werden. Ein solcher seltenerer Schmetterling war Dismorphia.

Europäisches Beispiel von Batesscher Mimikry

Gemeine Wespe

Wespenschwebfliege

Echter Widderbock (Clytus arietis)

Hornissen-Glasflügler (Sesia apiformis)

Bates hätte nicht unbedingt die beschwerliche und gefahrvolle Reise in die Tropen unternehmen müssen, um das Phänomen der Batesschen Mimikry zu entdecken.

In unserer Heimat sind Wespen, Bienen und Hummeln weit verbreitet. Sie alle, jedenfalls die stachelbewehrten Weibchen, werden von einigen anderen, offenbar völlig wehrlosen Insekten „nachgeahmt“. Giftige und ungenießbare Arten haben oft eine auffallende Färbung, eine so genannte Warntracht. Wird diese nachgeahmt, spricht man auch von Scheinwarntracht.

Unter den Fliegen kennen wir die Familie der Schwebfliegen, bei der viele Arten anscheinend auf „Signalfälschung“ spezialisiert sind. Hier findet man zahlreiche Arten, die im Aussehen den wehrhaften Wespen und Honigbienen stark ähneln. Die Schwebfliegen der Gattung Eristalis ahmen mehr oder weniger gut die Europäische Honigbiene nach und werden deshalb auch als „Mistbienen“ bezeichnet; ihre „Rattenschwanzlarven“ entwickeln sich meist in der Gülle von Misthaufen.

Noch auffälliger ist die Ähnlichkeit zahlreicher Schwebfliegen mit Wespen. Sie besitzen das leuchtend gelb-schwarze Warnsignal auf den Hinterleibern ihrer wehrhaften Vorbilder und verursachen so manche Panik bei Menschen, die Schwebfliegen und Wespen nicht unterscheiden können.

Wenn man jedoch Schwebfliegen genauer betrachtet, sind sie relativ leicht als ganz normale, harmlose Fliegen zu identifizieren, denn ihnen fehlen einige charakterische Merkmale der Wespen, die in die Ordnung der Hautflügler gehören, während Schwebfliegen in die Ordnung der Zweiflügler gehören. Wespen haben immer vier Flügel und längere, gekniete Fühler, während Fliegen nur zwei Hauptflügel und stummelförmige Fühler haben. Zudem können Schwebfliegen „schweben“, das heißt, ähnlich einem Hubschrauber in der Luft am selben Ort verharren.

Das Warnsignal der Wespen nutzen auch andere Insektenarten. Unter den Käfern kann man z. B. den Wespenbock und einige andere Bockkäfer auf den ersten Blick für Wespen halten.

Die Nachahmung der großen Hornissen und Wespen durch den Hornissen-Glasflügler, einen harmlosen Schmetterling, ist so vollkommen, dass er in der Größe, Färbung und Flügelhaltung der gefürchteten Hornisse fast gleicht. Auch Hummeln werden von einem Schmetterling nachgeahmt: vom Hummelschwärmer.

Die Nachahmung wehrhafter Vorbilder sollte sich nicht nur auf Körpermerkmale beschränken. Weitere Übereinstimmungen im Verhalten, im Lebensraum und im Lebensrhythmus tragen dazu bei, dass das Vorbild und der Nachahmer miteinander verwechselt werden.

Unerfahrene Räuber fressen die wehrlosen Nachahmer, z. B. wespenähnliche Schwebfliegen, sogar sehr gerne. Erjagten aber Kröten und Vögel zuerst einige der wehrhaften Wespen, lehnen sie anschließend auch ähnliche Schwebfliegen für lange Zeit ab. Allerdings können viele Vögel und andere Räuber Farben und Muster sehr gut erkennen und genau unterscheiden. Nachahmer stehen somit vor dem Problem, dass sie ihren Vorbildern so weitgehend wie möglich gleichen müssen.

Da die Existenz ungiftiger Nachahmer den Lernerfolg bzw. das Vermeidungsverhalten der Fressfeinde verringert, ist es wichtig, dass das zahlenmäßige Verhältnis unausgewogen ist, also nicht zu viele harmlose Nachahmer entstehen.

Beispiele bei Pflanzen

• Eiimitationen auf den Laubblättern von Passionsblumen-Arten als Abwehr gegen eiablagebereite Schmetterlinge der Gattung Heliconius.

Müller’sche Mimikry

Nach Lunau liegt hier im eigentlichen Sinne keine Mimikry vor, sondern Signalnormierung, denn hier passen sich verschiedene Arten aus verschiedenen Gattungen aneinander an, die ihre Vorzüge teilen.

Der deutsche Biologe Johann Friedrich Theodor Müller (1821−1897) fand bei seinen Beobachtungen von Schmetterlingen heraus, dass gleich aussehende Tiere nicht immer derselben Gattung angehören müssen. Im Laufe der Stammesgeschichte hatten sich ungenießbare Schmetterlinge eine gemeinsame Warntracht zugelegt, so dass die Fressfeinde sie nicht mehr auseinanderhalten konnten. Daher musste der Fressfeind nur bei einem Tier die schlechte Erfahrung machen und mied in Zukunft alle gleich aussehenden Tiere. Hiervon profitieren beide Arten.

Beispiel im Tierreich

• die in Amerika und Ostasien vorkommenden giftigen Schmetterlinge der Unterfamilie Danainae.

Beispiele bei den Pflanzen

Hier betrifft es vor allem Blüten, die sich sehr ähnlich sehen und alle z.B. Nektar anbieten.

• viele Arten Ranunculus,
• im alpinen Bereich: Dryas octopetala und Ranunculus campestris,
• rote Vogelblumen, z.B. Mimulus cardinalis, Penstemon campanulatus: Entwicklung aus blauen Hummelblumen, um Nektarkonkurrenz zu vermeiden

Mertenssche Mimikry

Passt sich eine gefährliche oder ungefährliche Art einer mäßig gefährlichen Art an, so spricht man von Mertenscher Mimikry. Der Begriff wurde durch den deutschen Zoologen Robert Mertens (1894–1976) begründet.

Ein Beispiel für diese Art Mimikry sind die Korallenschlangen der Gattung Micrurus und Micruroides.

Micrurus sp.

Auf dem amerikanischen Kontinent kommen ca. 75 außergewöhnlich farbenprächtige Korallenschlangen vor. Ihre leuchtenden Farben Gelb und Rot dominieren neben dem Schwarz. Sie können daher leicht verwechselt werden. Diese Schlangen sind nicht näher verwandt und gehören zu 18 verschiedenen Gattungen.

Es gibt eine Unterscheidung der Gefährlichkeit der Korallenschlangen nach drei verschiedenen Gruppen:

• die hochgiftigen Korallenottern der Gattungen Micrurus und Micruroides,
• die nur mäßig giftigen Korallenottern der Gattung Erythrolamprus,
• die völlig harmlosen Korallennattern wie etwa die Dreiecksnatter (Milchschlange).

Die echten Korallenschlangen haben einen sehr effektiven Giftapparat, und das Gift ist ein tödliches Nervengift. Sie sind aber so klein, und ihre Kiefer sind so schwach, dass ihr Biss für den Menschen zwar sehr schmerzhaft, aber nicht sehr gefährlich ist.

Die nur mäßig giftigen Korallennattern zählen zu den Trugnattern. Bei ihnen sind im Unterschied zu den Giftnattern nur die hinteren Zähne als Giftzähne ausgebildet. Sie haben ein verhältnismäßig schwaches Gift, das für den Menschen nicht tödlich ist. Die Korallennattern gehören, wie die völlig harmlose Milchschlange, zu den ungiftigen Nattern.

Nach Einschätzung einiger Forscher haben sich in diesem Fall die hochgiftigen (und die ungiftigen) Schlangen den mäßig giftigen im Aussehen angepasst. Die hochgiftigen Schlangen können sich (auf Grund ihrer Giftigkeit, aber geringeren Stärke) zwar gut gegen kleinere Feinde mit nicht zu dicker Haut zur Wehr setzen. Da diese aber, falls sie gebissen worden sind, mit großer Wahrscheinlichkeit am Gift sterben und deswegen nicht aus ihrem Verhalten lernen können, profitieren die hochgiftigen Korallenschlangen davon, der weniger giftigen Gattung zu ähneln. Ein potentieller Angreifer könnte eine Begegnung mit Exemplaren der letzteren Gattung durchaus überlebt haben, aber aufgrund dieser unangenehmen Erfahrung Schlangen diesen Aussehens meiden. Auch die ungiftigen Korallenschlangen genießen Schutz durch ihre Ähnlichkeit zur mäßig giftigen Gattung.

Peckham’sche Mimikry

Kopf des Seeteufels mit deutlich erkennbarer Angel

Anders als die oben genannten Mimikry-Formen hat die Peckhamsche Mimikry (nach G. W. und E. G. Peckham, 1889), auch aggressive Mimikry genannt, nicht zur Folge, dass Angreifer abgewendet werden; im Gegenteil, sie bewirkt, dass andere Arten angelockt werden.

Ein Beispiel ist der Seeteufel Lophius spec., eine Meeresfischart. Er hat am isoliert stehenden vordersten Strahl seiner Rückenflosse ein Hautanhängsel, das er wie einen Wurm bewegen kann, mit der Folge, dass andere Fische angelockt und so zu einer leichten Beute werden.

Ein anderes Beispiel sind Orchideen der Gattung Ophrys. Sie ahmen mit ihren Blütenblättern nicht nur das Aussehen und das Anfühlen von weiblichen Solitär-Bienenweibchen nach und locken so paarungsbereite Männchen an, sondern sie sekretieren sogar noch wirkungsvollere Sexuallockstoffe (Pheromone) als die echten Weibchen. Die Männchen bestäuben so beim „Begattungsakt“ (genannt Pseudokopulation) die Blüten.

Die getäuschten Individuen einer Art (Signalempfänger) erleiden, statistisch gesehen, einen Fortpflanzungs-Nachteil. Es pflanzen sich mehr jener Individuen fort, die sich nicht täuschen ließen. Auch der erfolgreiche Täuscher (Signalfälscher) genießt höhere Fortpflanzungschancen. Dadurch kommt es zum evolutionären Wettlauf (galoppierende Koevolution), bei dem die Täuschungsqualität der Signalfälscher und das Unterscheidungsvermögen der Signalempfänger ein hohes Niveau erreichen können. So täuscht eine der größten Blüten (der Rest der Pflanze der Gattung Rafflesia ist vergleichsweise klein) von Farbe, Größe, Geruch und Oberflächenstruktur her einen Kadaver vor. Viele Fliegen, die diese Blüte anfliegen, fallen auf den Trick trotz der Kombination an Täuschreizen nicht herein. Um das Erkennen zu erschweren, ist die Variation der Täuschungsreize in einer Art (intraspezifisch) oft sehr hoch (kein Ophrys-Blütenblatt gleicht dem anderen).

Mimikry − nicht nur die aggressive − muss sich auch nicht auf das Aussehen beziehen. Weibchen der Leuchtkäfer-Gattung Photuris ahmen die charakteristischen Leuchtsignale von Weibchen anderer Leuchtkäferarten aus der Gattung Photinus nach, locken deren Männchen an und verzehren sie. Die Männchen ihrerseits landen häufig erst in der näheren Umgebung, um sich ein Bild vom Weibchen zu machen. Manche Spinnenarten zupfen mit den Beinen an den Netzen anderer Spinnen, imitieren auf diese Weise im Netz gefangene Beute und fressen die herbeieilende Netzbesitzerin.

Molekulare Mimikry

Als molekulare Mimikry wird der Umstand bezeichnet, dass Moleküle auf der Oberfläche von Krankheitserregern körpereigenen Molekülen ähneln oder mit ihnen identisch sind. Dies stellt für den Erreger eine Tarnung gegenüber immunkompetenten Zellen dar, denen das Erkennen der Keime als Fremdstruktur somit erschwert wird. Werden diese Moleküle trotzdem vom Immunsystem als Antigen erkannt, kann sich die darauf folgende Immunreaktion nicht nur gegen den Erreger, sondern auch gegen körpereigenes Gewebe richten. Dieser Vorgang wird auch Kreuzreaktion genannt und gilt als eine mögliche Ursache für die Entstehung von Autoimmunerkrankungen.

Molekulare Mimikry wird als Ursache für Krankheiten wie Multiple Sklerose, ^[1] rheumatoide Arthritis und das Magengeschwür diskutiert.

Siehe auch

• Mimese
• Mimesis
• Aposematismus
• Anpassungsfähigkeit

Literatur

• Wolfgang Wickler: Mimikry. Nachahmung und Täuschung in der Natur. Kindler, München 1971, ISBN 3-463-00469-0.
• Klaus Lunau: Warnen, Tarnen, Täuschen. Mimikry und andere Überlebensstrategien in der Natur. Wissenschaftliche Buchges., Darmstadt 2002, ISBN 3-534-14633-6.
• Helge Zabka: Tarnung und Täuschung bei Pflanzen und Tieren. Urania-Verl., Leipzig 1989, ISBN 3-332-00274-0
• Michael B. Oldstone: Molecular mimicry. Springer, Berlin 2005, ISBN 978-3-540-25597-0
• Graeme D. Ruxton, (et al): Avoiding attack - the evolutionary ecology of crypsis, warning signals and mimicry. Oxford Univ.Press, Oxford 2004, ISBN 0-19-852859-0

Einzelnachweise

1. ↑ A virus-induced molecular mimicry model of multiple sclerosis. Olson JK, et al.; Curr Top Microbiol Immunol. 2005;296:39-53.