Een echte mier is nooit alleen

Het wonder van de samenwerking binnen een mierengroep fascineert de Duitse mierendeskundige Bert Hölldobler nog steeds, ook al is hij al jaren met pensioen. Sander Voormolen

Beginnende mierenkolonie met koningin en werkmieren (Camponotus floridanus). foto Hölldobler & Wilson Hölldobler & Wilson

Daar lopen ineens de beroemde bladsnijdermieren, gehaast en in optocht, met groene stukjes blad sierlijk boven hun lijf geheven. Iedere mier lijkt precies te weten wat haar taak is. Ze rennen heen en weer over een houten plankje dat een plastic voedselcompartiment verbindt met een plexiglazen nestcompartiment. De mieren leven van schimmels. Door het doorzichtige plastic zijn de schimmelkamers zichtbaar, als een donkergrijze spons. De stukjes blad die de mieren ijverig aanvoeren zijn voedsel voor de schimmels. Bladsnijdermieren zijn de landbouwers onder de insecten.

“Dit is het ultieme superorganisme”, zegt Bert Hölldobler, die zijn bezoek is voorgegaan naar een van de laboratoria in de faculteit biologie van de Universiteit van Würzburg. “Doordat deze mieren massaal samenwerken en zelf hun voedsel kunnen verbouwen zijn ze erg succesvol en maken ze kolonies van miljoenen mieren. Als we ze niet goed zouden opsluiten, zouden zij binnen de kortste keren deze hele klimaatkamer vullen met hun schimmeltuinen.”

Zijn hele leven besteedt Hölldobler (72) al aan experimenteel onderzoek aan mieren, aan het “vragen stellen aan de intacte mier”, zoals hij het zelf graag noemt. Hij leidt een onderzoeksafdeling aan de University of Arizona en op de universiteit van Würzburg heeft hij nog een werkkamer, maar verder geen verplichtingen.

In zijn loopbaan als mierenonderzoeker heeft Hölldobler, deels samen met zijn Amerikaanse collega en boezemvriend Edward O. Wilson van Harvard University, blootgelegd hoe mieren onderling communiceren.

“In de jaren zestig waren we dolblij toen we het feromoon ontdekten waarmee de mier een spoor achterliet”, vertel Hölldobler. “Met die stoffen vertellen mieren aan soortgenoten waar voedsel of gevaar is. We ontdekten vervolgens de verantwoordelijke klier en we konden het gedrag simuleren door een extract uit de klier ergens op te smeren. Toen waren we in onze nopjes dat we de verantwoordelijke stof in handen hadden, en met een synthetische stof het gedrag van mieren konden beïnvloeden.”

Maar het was niet het complete verhaal. „Destijds heb ik het wel opgemerkt – maar we negeerden het – dat als de mier zelf een spoor uitzet, het effect groter is. Een mier weet meer soortgenoten te rekruteren dan wij met onze druppeltjes. Ik besloot eens goed te kijken wat een rekruterende mier eigenlijk doet in het nest. Toen zag ik dat een wevermier bij andere nestmaatjes een soort mimespel opvoert; ze doet net alsof ze aanvalt of alsof ze voedsel aanbiedt. Dit zogeheten motor display blijkt een icoon dat ergens voor staat. Het is heel belangrijk voor het versterken van het geursignaal. Dat mimespel heeft mogelijk gemeenschappelijke wortels met de ingewikkelde dans van de honingbij. Bijen zijn evolutionair relatief nauw verwant aan mieren.”

PASSIE

Samen met Wilson voltooide Hölldobler onlangs het vuistdikke boek The Superorganism, over de gesmeerde samenwerking binnen mierenvolken. Na de twee uiterst succesvolle boeken The Ants (1990) en Journey to the ants (1994), is dit het derde dat zij samen schreven. En nog altijd over mieren, hun beider grote passie.

“Het idee ontstond tijdens een boottochtje op de Rijn in 2002”, vertelt Hölldobler. “We wilden het concept superorganisme nieuw leven inblazen, op een moderne manier.” Termietenonderzoeker William Wheeler bedacht de term superorganisme in 1911 om de geoliede samenwerking binnen insectenkolonies te beschrijven.

“Al gauw werd de term ernstig misbruikt”, zegt Hölldobler vol afschuw. “Het werd haast een soort goeroe-ding, waarbij zelfs een ecosysteem of de Aarde een superorganisme werd genoemd. Wij wilden het concept weer tot zijn essentie terugbrengen, in lijn met het moderne evolutiedenken. Ed zei: ‘Over een jaar kunnen we klaar zijn.’ Dat was naïef.”

Tijdens het schrijven van The Superorganism ontdekten Hölldobler en Wilson dat zij fundamenteel van mening verschilden over een cruciaal principe van het superorganisme. De twist ging over het ontstaan van altruïsme binnen een groep. Hoe kan het dat mieren hun eigen voortplanting opgeven om het voortplantingssucces van een ander te vergroten? Volgens Hölldobler kan dat principe alleen evolueren in kolonies waarvan de leden allemaal familie van elkaar zijn. Maar volgens Wilson is dat geen noodzakelijke voorwaarde.

Sociale insecten zoals mieren en bijen leven in grote kolonies, waarbij het merendeel van de insecten hun eigen voortplanting opoffert ten gunste van de voortplanting van één of enkele koninginnen. Als kamikazesoldaten verdedigen ze hun collectieve nest en als Florence Nightingales verzorgen zij de eitjes, larven en koningin van de kolonie. Volgens de gangbare theorie kan zulk onbaatzuchtig gedrag alleen in stand blijven in kolonies waarin alle dieren nauw verwant aan elkaar zijn. Alleen dan krijgt deze samenwerking een stabiele genetische basis, want de genen voor altruïstisch gedrag kunnen dan ongestoord worden doorgegeven aan volgende generaties. Is niet iedereen in de kolonie familie van elkaar, dan zullen er onmiddellijk dieren zijn die profiteren van de altruïsten zonder er iets voor terug te doen. Daardoor zullen de altruïsten op den duur verdwijnen.

Volgens Wilson kan altruïsme echter wel ontstaan binnen een kolonie, zelfs met niet-verwanten, omdat het sowieso voordelen zou bieden een gezamenlijke broedzorg te delen. Hölldobler wilde daar beslist niet aan (zie ook NRC Handelsblad, 26 januari 2008).

CONFLICT

Hölldobler stemde in met een interview over zijn nieuwste boek, op één voorwaarde: dat het niet zou gaan over zijn conflict met Wilson. Maar nog voor de bandrecorder loopt heeft hij het onderwerp zelf al aangesneden: “We hadden de hoofdstukken verdeeld. Ed zou zich ontfermen over hoofdstuk 2, over sociale evolutie. Maar wat hij daarin schreef was totaal verwarrend en hij sprak zichzelf voortdurend tegen.”

Hölldobler besloot in het vliegtuig naar Boston te springen om persoonlijk te overleggen. Ze hadden twee weken. “Ik zei tegen Ed: dit zijn verschrikkelijke argumenten, je haalt voorbeelden door elkaar. Ik opperde dat ik het hele hoofdstuk opnieuw zou schrijven. Ik zou het dan zo eerlijk en welwillend mogelijk opschrijven en in voetnoten verwijzen naar zijn artikelen. Ed is zeer genereus en stemde toe.”

Zes weken later had Hölldobler het hoofdstuk klaar. Wilson was tevreden. “ ‘Bert dit is een meesterstuk’, zei hij, ‘je hebt ons waarschijnlijk gered van een schandaal’.” Maar toen ging de uitgever ervoor liggen. “Hij zei: ‘Wat moet een leek er nou van denken als jullie twee het al niet eens kunnen worden?’ Ed zei toen onmiddellijk: ‘Laten we mijn afwijkende visie er maar uit laten.’ Ik was blij, want ik vond het ook wat gekunsteld.”

Hölldobler lacht. “Hoofdstuk twee is nu geheel in tegenspraak met alles wat Ed hierover elders in zijn wetenschappelijke publicaties schrijft. Hij lijkt er niet mee te zitten. Aan de telefoon grapte hij daarover: ‘Bert, over één ding zijn we het eens: mijn co-auteur heeft ongelijk’.” Höldobler schiet in de lach. “Typisch Wilson.”

Hölldobler verzekert dat hij nog steeds goede maatjes is met Wilson: “Onze discussie heeft het boek zeker twee jaar opgehouden, maar ik ben er niet bitter om. Zo werkt de wetenschap. Onze vriendschap heeft er geen spat onder geleden, terwijl ik me enorm kwaad heb gemaakt. Het gaat pas mis als je de ander als dom beschouwt. Maar Ed is niet dom. Hij heeft mij gewoon niet kunnen overtuigen.”

Hölldobler ziet achteraf wel wat positiefs in alle verwarring. “Het stimuleerde enorm veel discussie, en die was nodig, want we waren met zijn allen veel te veel vanuit een genetisch perspectief gaan kijken.

“Eigenlijk denk ik: dit was het allemaal waard. Misschien had ik dit hoofdstuk niet eens kunnen schrijven zonder deze hele controverse. Dit is de conclusie van een lang, heel lang verhaal.”

Wilson en Hölldobler verschillen overigens ook van mening over wat nu precies onder een superorganisme verstaan moet worden. Wilson spreekt al van superorganismen wanneer er in de evolutie sociale kolonies zijn ontstaan met een gezamenlijke broedzorg en een duidelijke scheiding van arbeid tussen zich voortplantende en zich niet voortplantende individuen. Hölldobler beschouwt dit primitieve sociale systeem echter nog niet als superorganisme omdat er in de samenleving nog te veel wrijving bestaat. “Het punt is dat ieder individu in dit soort kolonies nog een kans heeft zich voort te planten. Daardoor bestaat er een voortdurende strijd van werkmieren om zelf aan de top te komen. Door die interne fricties ontwikkelt deze kolonie echter geen goed systeem voor de scheiding van arbeid, en daarom is het wat mij betreft nog geen echt superorganisme.”

ONENIGHEID

Echte superorganismen noemen Wilson en Hölldobler in hun boek ‘ultieme superorganismen’. Het zijn de bladsnijdermieren, legermieren, wevermieren en bosmieren die deze status bereikt hebben. Hölldobler: “Hier zie je geen frictie binnen de samenleving. Er kan van tijd tot tijd collectieve onenigheid bestaan over investeringen in reproductieve koloniegenoten, maar het is waarschijnlijk geen grote kwestie.

“Bij de bladsnijdermieren hebben de meeste werkmieren geen ovaria meer, alleen nog rudimentaire structuren. De enige die zich voortplant is die ene gigantisch grote koningin die 20 jaar of zelfs langer leeft. Ze bewaart in speciale orgaantjes, de zogeheten spermatheca, driehonderd miljoen spermacellen die zij verzamelt tijdens een paarritueel, waarin zij paart met drie tot zes mannetjes. In haar leven produceert zij 150 tot 200 miljoen nakomelingen. De meeste daarvan zijn werkmieren.”

De werkmieren maken geen enkele kans zelf nakomelingen te krijgen en daardoor wordt de status van koningin nooit betwist. De kolonie functioneert als een geheel, met een duidelijke scheiding van arbeid. Binnen de werksterskaste bestaan verschillende subkasten die sterk in grootte en lichaamsbouw verschillen, toegespitst op hun specifieke taak.

Omdat de miljoenen werkmieren allemaal zijn voortgebracht door die ene koningin, dragen alle werksters zonder uitzondering de genen van haar en haar partners. En dat betekent volgens Hölldobler dat natuurlijke selectie aangrijpt op de gehele kolonie en niet op een individuele mier als drager van die genen. “Elke werkster draagt bij aan het succes van de kolonie, en daardoor staat zij zelf indirect onder selectie om het werk waar ze voor gemaakt is zo goed mogelijk te doen. Dat geldt voor alle subkasten, van de miniwerkmier tot de gigantische soldaat.”

Hölldobler krijgt vaak de vraag in hoeverre mierensamenlevingen nu kunnen worden vergeleken met menselijke samenlevingen. “Ik ben daar niet zo kapot van. Ten eerste zou ik niet graag zien dat menselijke samenlevingen in dezelfde richting evolueren als mierensamenlevingen. Individualiteit speelt een erg kleine rol bij de mier. Ed en ik hebben in The journey to the ants schertsend opgeschreven dat het grootste verschil tussen de mierensamenleving en de mensensamenleving was dat wij onze jonge jongens naar het front sturen en mieren hun oude dametjes!”

Maar dan gaat hij serieus verder: “De basale genetische principes voor het ontstaan van sociale samenlevingen zijn hetzelfde voor mieren, mensen en slijmschimmels. Sociale systemen, gebaseerd op samenwerking en de verdeling van arbeid, zijn extreem succesvol. Van alle soorten is niet meer dan 5 procent geëvolueerd tot het leven in samenlevingen, maar dat selecte groepje is ongelooflijk dominant op aarde.”

The Superorganism, the beauty, elegance, and strangeness of insect societies, Bert Hölldobler en Edward O. Wilson, W.W. Norton & Company, New York, 2009. ISBN 978 0 393 06704 0

    • Sander Voormolen