Pogonomyrmex barbatus ist eine Art der Ernteameise aus der Gattung Pogonomyrmex. Seine gebräuchlichen Namen sind rote Ameise und rote Ernteameise. Diese großen (5 bis 7 mm) Ameisen bevorzugen trockene Chaparral-Lebensräume und sind im Südwesten der Vereinigten Staaten beheimatet. In exponierten Bereichen werden unterirdisch (bis zu 2,5 m tief) Nester gebaut. Ihre Nahrung besteht hauptsächlich aus Samen und sie nehmen folglich an der Myrmekochorie teil, einer Ameisen-Pflanzen-Interaktion, durch die die Ameisen Nährstoffe gewinnen und die Pflanzen von der Samenverbreitung profitieren. Rote Ernteameisen werden oft mit Feuerameisen verwechselt, sind aber mit keiner einheimischen oder eingeführten Feuerameisenart eng verwandt.

Rote Ernteameisennester zeichnen sich durch mangelndes Pflanzenwachstum und kleine Kieselsteine aus, die den Eingang zum Tunnel umgeben, der normalerweise in einem ausgeprägten Winkel abfällt. Samenschalen können verstreut um das Nest herum gefunden werden. In Grünlandgebieten, wie Ranches, macht der Mangel an Pflanzenwelt rote Ernteameisenkolonien sehr leicht zu erkennen, und wo sie sehr reichlich vorhanden sind, können sie ernsthafte Eingriffe in die Weidefläche für Vieh machen. Die Hügel sind typischerweise flach und breit, 0 bis 100 mm hoch und haben einen Durchmesser von 300 bis 1200 mm. Es wurden noch größere entblößte Flächen in der Größenordnung von 10 m2 gemeldet. Drei bis acht Pfade führen normalerweise wie "Arme" vom Hügel weg. Diese Wege werden von Ameisen genutzt, um Nahrung zu sammeln und zum Hügel zurückzubringen. "Pfadfinderameisen" sind jeden Morgen die ersten, die den Hügel verlassen. Sie suchen Nahrung und markieren ihren Weg, wenn sie zum Hügel zurückkehren, um die Arbeiterameisen zu alarmieren. Die Arbeiterameisen folgen der Duftspur und sammeln das Futter ein. Andere Arbeiterameisen putzen, strecken sich aus und kümmern sich im Allgemeinen um den Hügel, die Königin und die Brut. Alle Ameisen in den Kolonien sind Weibchen, abgesehen von den geflügelten Männchen, die in der Brutzeit produziert werden.

Die Fortpflanzungseinheit der Ameisenpopulationen ist die Kolonie. Eine einzelne jungfräuliche Königin paart sich zuerst mit mehreren Männchen an einer Fortpflanzungsaggregationsstelle, die von männlichen Ernteameisen gebildet wird. Sie fliegt dann zu einem neuen Standort, um eine Nachwuchskolonie zu produzieren.

Die Hauptnahrungsquelle für rote Ernteameisen besteht normalerweise aus Samen, die sie in großer Zahl horten. Das Futter wird zuerst mit den großen Unterkiefern der Ameisen zu einer brotähnlichen Konsistenz gemahlen und dann in einem Getreidespeicher gelagert, um der Kolonie das ganze Jahr über Zugang zu Nahrung zu gewährleisten. Die Samensammlung im Auftrag der roten Ernteameisen kommt ihrem Ökosystem durch den Prozess der Myrmekochorie zugute, bei dem Ameisen bei der Verbreitung von Samen bei der Nahrungssuche helfen. Sowohl Pflanzen als auch Ameisen profitieren von dieser Beziehung: Die Pflanzen erhöhen ihre Ausbreitungsreichweite und -dichte, während die Ameisen von der Nährstoffaufnahme und einer sichereren Nahrungsversorgung bei zukünftigen Ernten profitieren. Dies wird typischerweise als wechselseitige Interaktion verstanden. Tote Insekten werden auch während der Nahrungssuche gesammelt.

Es wurde viel über das Nahrungssuchverhalten der roten Ernteameise geforscht. Drei Arten von Arbeitern sind am meisten an der Nahrungssuche beteiligt: Nestpatrouillen, Pfadpatrouillen und Sammler. An einem bestimmten Tag tauchen Nestpatrouillen zuerst aus dem Nest auf, um die Sicherheit und Rentabilität der Nahrungssuche zu beurteilen. Die Kolonie bezieht den größten Teil ihres Wassers aus dem Stoffwechsel der Fette in Samen. Wenn Nahrung knapp ist oder wenn es ein besonders heißer Tag ist, können die Energie- und Wasservorteile der Nahrungssuche durch die Energie- und Wasserkosten aufgewogen werden. In diesem Fall kann die Kolonie gezwungen sein, sich auf ihre umfangreichen Lebensmittelvorräte zu verlassen. Samen können Monate oder sogar mehrere Jahre im Nest gelagert werden. Die Kolonie ist in der Lage, durch kurzzeitigen Antennenkontakt zu kommunizieren, der die Übertragung von kutikulären Kohlenwasserstoffen beinhaltet. Andere visuelle, zeitliche und olfaktorische Hinweise können ebenfalls beteiligt sein. Basierend auf den Berichten der Nestpatrouillen können Pfadpatrouillen das Nest verlassen, um die bestmögliche Nahrungssuchrichtung zu bestimmen. Diese Entscheidung basiert auf verschiedenen wirtschaftlichen Faktoren wie der Nahrungsverfügbarkeit und dem Nahrungssuchverhalten benachbarter Nester. Wenn beide Arten von Patrouillen zurückkehren, bewerten die Sammler ihre Renditen, um zu entscheiden, ob sie das Nest verlassen, um Nahrung zu finden. In einem Experiment mit Patrouillen-Nachahmern stimulierte eine Rückkehrrate von einem Patrouillenfahrer alle 10 Sekunden die höchste Nahrungssuchaktivität. Diese Rücklaufquote weist auf eine hohe Futterverfügbarkeit und gute Futterbedingungen hin, daher besteht ein günstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis für die Sammler. Wenn die Patrouillenrückkehrrate zu hoch ist, kann dies eine Warnung vor Gefahren sein, z. B. die Sichtung einer räuberischen Eidechse. Eine niedrigere Rücklaufquote könnte auf einen Mangel an verfügbarem Futter oder einen starken Wettbewerb hinweisen. Die Ameisenfuttersuche wird von chemischen Signalen geleitet, die die Ameisen manchmal bis zu 50-60 m vom Nest entfernt führen. Sobald sich eine Ameise für die Futtersuche entschieden hat, wird sie fast immer weitermachen, bis sie Nahrung gefunden hat, die sie ins Nest zurückbringen kann; 90% der zurückkehrenden Sammler sind "erfolgreich". Daher ist die Rücklaufquote der Häcksler ein guter Indikator für die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln. Logischerweise wird die gesamte Nahrungssuchaktivität von der Rate der zurückkehrenden Sammler beeinflusst. Wenn reichlich Futter vorhanden ist, finden die Sammler es schnell und kehren sofort zum Nest zurück. Sammler, die sich noch im Nest befinden, interpretieren dies so, dass die Nahrungssuche rentabel ist: geringer Energieeinsatz mit hoher Chance auf eine Samenbelohnung. Die Nahrungssuchaktivität wird folglich erhöht. Ebenso führt ein Rückgang der Nahrungsverfügbarkeit, der durch einen Rückgang der Futterrückkehrrate angezeigt wird, dazu, dass die Kolonie ihre Nahrungssuchaktivität verringert. Die Fähigkeit einer Kolonie, ihr Nahrungssuchverhalten schnell zu regulieren, ist sehr wichtig, da ihre Nahrungsquelle variabel und verstreut ist. Diese regulatorische Fähigkeit ist an sich variabel und wird von der Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln, dem aktuellen Nahrungsbedarf und der Gesundheit der Kolonie beeinflusst. Kolonien passen sich eher an unterschiedliche Futterrückkehrraten an, wenn die Futtersuchrate hoch ist, was daran liegen kann, dass Abweichungen bei niedrigen Raten einfach schwerer zu erkennen sind. Insgesamt zeigt die rote Ernteameise eine bemerkenswerte Fähigkeit in den Bereichen soziale Kognition, Kosten-Nutzen-Analyse und Verhaltensökonomie.

Ernteameisenpopulationen arbeiten ohne zentrales Kontrollsystem mittels eines dezentralen chemischen Kommunikationssystems durch den Prozess der chemischen Signalgebung. Die Futtersuche wird über positive und negative Rückkopplungsschleifen geregelt. Ameisen, die in die Kolonie zurückkehren, stimulieren die ausgehende Nahrungssuche. Wenn Ameisen mit einer höheren Rate mit Samen in die Kolonie zurückkehren, führt dies wiederum dazu, dass die Abgangsrate der Sammler zunimmt. Da weniger Ameisen, die Samen tragen, in die Kolonie zurückkehren, nimmt die Rate der ausgehenden Sammler ab. Das Ergebnis ist eine Regulierung der Nahrungssuche im Verhältnis zur Fülle der zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbaren Nahrung. Die Interaktionen zwischen zurückkehrenden und ausgehenden Sammlern erfolgen auf einer Zeitskala von Sekunden. Es dauerte normalerweise nur drei bis acht Sekunden, bis ein abgehender Sammler das Nest verließ, da die Anzahl der erfolgreich zurückkehrenden Sammler zunahm. Der relative Überfluss an verfügbarer Nahrung wird anhand der durchschnittlichen Zeit gemessen, die für die Nahrungssuche pro Samen aufgewendet wird, und nicht anhand der zurückgelegten Entfernung, um jeden Samen zu finden. Sammler brauchen weniger Zeit, wenn das Futter reichhaltiger ist. Eine schnellere Nahrungssuche signalisiert eine schnellere Rate ausgehender Sammler, wodurch die Nahrungsernte im Verhältnis zum Überfluss in der Region maximiert wird. Samen werden als Wasserquelle für Ameisen verwendet und oft einige Monate bis mehrere Jahre im Nest aufbewahrt.

Zwischen den Ernteameisenpopulationen besteht ein artenübergreifender Wettbewerb, der die erfolgreiche Nahrungssuche vor Herausforderungen stellt. Ein Beispiel dafür ist der Wettbewerb um den Zugang zu Saatgutressourcen zwischen den Ernteameisenarten Novomessor cockerelli und Pogonomyrmex barbatus. Novomessor Cockerelli-Ameisen treten in Interferenzkonkurrenz gegen Pogonomyrmex barbatus-Kolonien ein, indem sie Eingänge zum Nest mit Sand und kleinen Steinen "verstopfen". Dies verzögert die Aktivität von P. barbatus um ein bis drei Stunden und verschiebt den Beginn der Nahrungssuche auf später am Tag, wenn die Temperatur wesentlich höher ist. Dies verringert die Produktivität auf zwei Arten; Erstens sind die Ameisen verzögert und haben folglich weniger Zeit zum Futtersuchen; Zweitens treiben hohe Bodentemperaturen Ernteameisen vorzeitig in ihre Nester zurück, wodurch die Reichweite der möglichen Futtersuche verkürzt wird. Untersuchungen ergaben, dass die betroffenen P. barbatus-Populationen keine Anstrengungen unternahmen, um die Beeinträchtigung ihrer Aktivitäten zu kompensieren, beispielsweise indem sie höhere Futtersuchraten induzierten. Daher beeinträchtigt das Verstopfen von Nestern durch rivalisierende Arten die Gesamtproduktivität von Arbeiterameisen in der Art Pogonomyrmex barbatus.

Rote Ernteameisen sind eusoziale Insekten, die sich durch ein hohes Maß an Kooperation und eine organisierte Arbeitsteilung auszeichnen. Die Arbeiterkaste ist steril. Wie bei den meisten Ameisenarten wird die Fortpflanzung von einer Paarungskaste durchgeführt, die aus geflügelten Alaten (Reproduktiven) besteht, die sich im Nest aufhalten, bis das Wetter es ihnen erlaubt, wegzufliegen und sich zu paaren. Nach der Kopulation stirbt das Männchen normalerweise, während die jetzt befruchtete Königin zum Boden zurückkehrt, um nach einem geeigneten Nistplatz zu suchen. Sobald sie einen Standort ausgewählt hat, wirft sie ihre Flügel ab und beginnt sich zu vermehren, wodurch eine neue Kolonie entsteht. Sie produziert 1-20 Jahre lang bis zu ihrem Tod "Arbeiterameisen". Es ist bekannt, dass einige Königinnen bis zu 30 Jahre in freier Wildbahn leben. Bei P. barbatus sind reproduktive und nicht reproduktive Aufgaben in ein Kastensystem unterteilt, wie oben diskutiert. Einige Individuen sind auf die Fortpflanzungsfunktion spezialisiert, während andere Ameisen für nicht reproduktive Aufgaben wie Verteidigung, Pflege der Brut und Nahrungssuche verantwortlich sind. Das System der Arbeitsteilung entsteht natürlicherweise in Verbindung mit der Bildung der Gruppe und nicht als sekundäre Anpassung; Andernfalls hätten einsame Ernteköniginnen, die in erzwungene Assoziation gebracht wurden, Arbeitsteilung in Gruppen entstehen lassen, denen eine Evolutionsgeschichte solcher sozialer Arrangements fehlt.

Innerhalb der nicht reproduktiven P. barbatus-Arbeiterameisen werden fünf Hauptaufgaben ausgeführt: Nahrungssuche, Pflege des Nestes, Verteidigung, Mittelarbeit und Einberufung. Rollen sind nicht konstant und chemische Wechselwirkungen bestimmen, wann bestimmte Ameisen bestimmte Aktivitäten ausführen. Daher sind diese Aufgaben relativ fließend und können nicht als separate Prozesse verstanden werden. Der Übergang im Verhalten für eine Gruppe löst Verhaltensübergänge in anderen Gruppen von Arbeiterameisen aus.

Die reproduktive P. barbatus-Kaste ist für die Bildung neuer Kolonien verantwortlich. Eine einzige Ameisenkönigin gründet jede Kolonie. Eine große Anzahl geflügelter männlicher Ameisen und jungfräulicher Königinnen fliegt nach hochsommerlichen Monsunregen zu Paarungsaggregationsstellen. Um eine erfolgreiche Kolonie zu gründen, müssen sich P. barbatus-Königinnen mit Männchen aus zwei getrennten Linien paaren. Eine Linie führt zu Ameisen, die die Arbeiter der Kolonie werden. Dies sind die Ameisen, die für die nicht reproduktiven Aufgaben der Kolonie verantwortlich sind. Die andere Linie produziert reproduktive weibliche Ameisen. Nach der Paarung mit den männlichen Ameisen am Aggregationsort fliegt die Königin davon, um eine neue Kolonie zu gründen. Bei der Ankunft an ihrem neuen Nistplatz verliert die Königin ihre Flügel und baut ein Nest im Boden. Der Eingang zum Nest wird dann abgeriegelt, um ihre Eier in Sicherheit zu legen. Damit ist die Kolonie geboren. Im Laufe der folgenden sechs bis acht Wochen taucht die Primärbrut der nicht reproduktiven Arbeiterameisen auf und beginnt, die Kolonie zu suchen und aufzubauen.

Die Paarung ist mehrjährig und artspezifisch zwischen Unterarten der roten Ernteameise. Männchen unterscheiden fortpflanzungsfähige Weibchen ihrer Spezies von Weibchen anderer Spezies mithilfe von Pheromonen. Dies geschieht als Folge sexuell stimulierender Pheromone, die aus den Giftdrüsen reproduktiver P. barbatus-Weibchen ausgeschieden werden. Diese Pheromone werden von Männchen der Art bei körperlichem Kontakt perfekt erkannt, was zur Stimulierung des Sexualverhaltens führt. Die Paarung erfolgt an reproduktiven Aggregationsstellen. Sekrete aus den Unterkieferdrüsen von Männern markieren diese Stellen zunächst. Die Sekrete ziehen sowohl Weibchen als auch zusätzliche Männchen an, was zu einer starken männlichen Konkurrenz um Partner führt. Das Paarungssystem innerhalb von P. barbatus ist vergleichbar mit dem Lek-Verhalten vieler Wirbeltierarten. Die männlichen Ameisen versammeln sich und geben gemeinsam ein Pheromon ab, das fortpflanzungsfähige Weibchen anzieht. Je mehr Männchen anwesend sind, um das Pheromon abzugeben, desto stärker ist die Anziehungskraft auf die Weibchen. Obwohl diese Praxis bestimmte Männer stark bevorzugt und viele andere ohne Partner lässt, zieht die Versammlung der Männer insgesamt mehr Frauen an, im Gegensatz zur Pheromonfreisetzung im Namen eines einsamen Mannes. Folglich ist es für die weniger attraktiven Männchen wünschenswerter, im Lek zu bleiben, als selbst zu versuchen, Weibchen anzulocken.

Innerhalb der Fortpflanzungsaggregationen von P. barbatus-Ameisen besteht eine starke männliche Konkurrenz. Männchen nehmen an kommunalen Paarungsvorführungen teil, um Weibchen anzulocken. Männliche Ameisen versuchen, sich mit jedem Weibchen zu paaren, dem sie begegnen, aber Weibchen widerstehen der Kopulation durch die Männchen. Folglich begünstigen die kommunalen Paarungsanzeigen die Fortpflanzung mit größeren oder hartnäckigeren Männchen, die in der Lage sind, die Weibchen zu überwältigen und erfolgreich zu kopulieren. Die männlichen Ameisen kopulieren so lange wie möglich, was wahrscheinlich den Zugang anderer Männchen zum Weibchen einschränkt, um sicherzustellen, dass ihr Sperma überlebt, um sich zu vermehren.

Rote Ernteameisen sind ein Lieblingsfutter für Wüstenhörnereidechsen. Ernteameisen verteidigen ihre Kolonien energisch gegen echte oder vermeintliche Angriffe, egal ob von großen oder kleinen Tieren. Sie können wild beißen und ihre Stiche sind giftig und schmerzhaft. Die Wirkung breitet sich über das Lymphsystem aus und verursacht manchmal gefährliche Reaktionen, insbesondere bei Tieren, die empfindlich oder allergisch auf ihr Gift reagieren. Im Laufe der Jahre ist ihre Zahl zurückgegangen, was oft auf die Konkurrenz um Nahrung mit der invasiven roten importierten Feuerameise und der argentinischen Ameise zurückgeführt wurde. Ihr Rückgang hat viele einheimische Arten betroffen, insbesondere solche, für die die rote Ernteameise eine Hauptnahrungsquelle darstellt, wie die Texanische gehörnte Eidechse.

- EconTalk-Interview mit Deborah Gordon und ihrer Forschung über rote Ernteameisen - EconTalk-Interview mit Deborah Gordon und ihrer Forschung über rote Ernteameisen