Neuronal correlates of nestmate recognition in the carpenter ant, Camponotus floridanus [Elektronische Ressource] = Neuronale Korrelate der Nestgenossen-Erkennung bei der Rossameise, Camponotus floridanus / submitted by Andreas Simon Brandstaetter

Andreas Brandstaetter

Sujets

• Naturwissenschaften

Informations

• Publié par: julius-maximilians-universitat_wurzburg
• Publié le: 01 janvier 2010
• Nombre de lectures: 11
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

Neuronal correlates of nestmate
recognition in the carpenter ant,
Camponotus floridanus
……………………
Neuronale Korrelate der Nestgenossen-Erkennung
bei der Rossameise, Camponotus floridanus



Doctoral thesis for a doctoral degree
at the Graduate School of Life Sciences,
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Section: Integrative Biology
Submitted by
Andreas Simon Brandstaetter
From
Regensburg
Würzburg 2010











Submitted on: ……………………………………………………………...
Office stamp

Members of the Promotionskomitee:
Chairperson: Prof. Dr. Paul Pauli (Universität Würzburg)
Primary Supervisor: Dr. habil. Christoph Kleineidam (Universität Würzburg / Konstanz)
Supervisor (Second): Prof. Dr. Wolfgang Rössler (Universität Würzburg)
Supervisor (Third): Prof. Dr. Jürgen Liebig (Arizona State University, Tempe, AZ, USA)

Date of Public Defense: ………………………………………………..
Date of Receipt of Certificates: ……………………………………. Affidavit
(Eidesstattliche Erklärung)
According §4 Abs. 3 Ziff. 3, 5 und 8
of the „Promotionsordnung der Julius-Maximilians-Universität Würzburg“
I hereby declare that my thesis entitled “Neuronal correlates of nestmate recognition in the
carpenter ant, Camponotus floridanus” is the result of my own work. I did not receive any help
or support from commercial consultants. All sources and / or materials applied are listed and
specified in the thesis.
Furthermore, I verify that this thesis has not yet been submitted as part of another examination
process neither in identical nor in similar form.


Würzburg, ……………………………………………………………………………...
Date Signature The thesis is based on the following manuscripts:
Chapter 1: Leonhardt S.D., Brandstaetter A.S., and Kleineidam C.J. (2007) Reformation process
of the neuronal template for nestmate-recognition cues in the carpenter ant
Camponotus floridanus. Journal of Comparative Physiology A 193:993-1000.
doi: 10.1007/s00359-007-0252-8
Chapter 2: Brandstaetter A.S., Endler A., and Kleineidam C.J. (2008) Nestmate recognition in
ants is possible without tactile interaction. Naturwissenschaften 95(7):601-608.
doi: 10.1007/s00114-008-0360-5
Chapter 3: Brandstaetter A.S., Rössler W., and Kleineidam C.J. (2010) Dummies versus air
puffs: efficient stimulus delivery for low-volatile odors. Chemical Senses 35(4):323-
333. doi: 10.1093/chemse/bjq022
Chapter 4: Brandstaetter A.S., Rössler W., and Kleineidam C.J. (under review) Friends and foes
from an ant brain’s point of view – neuronal correlates of colony odors in a social
insect. PLoS One
Chapter 5: Brandstaetter A.S. and Kleineidam C.J. (under review) Distributed representation of
social odors indicates parallel processing in the antennal lobe of ants. Journal of
Neurophysiology
„Dissertation unter Einschluss mehrerer Manuskripte“ in der GSLS –
Erklärung zu Eigenanteilen an Publikationen und Zweitpublikationsrechten
(ggf. weitere Blätter dieses Formblatts verwenden)
Publikation (Vollständiges Zitat): Leonhardt S.D., Brandstaetter A.S., and Kleineidam C.J. (2007) Reformation
process of the neuronal template for nestmate-recognition cues in the carpenter ant Camponotus floridanus.
Journal of Comparative Physiology A 193:993-1000.
Beteiligt an Autoren-Initialen, Verantwortlichkeit abnehmend von links nach rechts
Planung der Untersuchungen CJK SDL ASB
Datenerhebung SDL
Daten-Analyse und Interpretation CJK SDL ASB
Schreiben des Manuskripts SDL CJK ASB
ggf. Erläuterung:

Publikation (Vollständiges Zitat): Brandstaetter A.S., Endler A., and Kleineidam C.J. (2008) Nestmate recognition in
ants is possible without tactile interaction. Naturwissenschaften 95(7):601-608.
Beteiligt an Autoren-Initialen, Verantwortlichkeit abnehmend von links nach rechts
Planung der Untersuchungen CJK ASB AE
Datenerhebung ASB
Daten-Analyse und Interpretation ASB CJK
Schreiben des Manuskripts ASB CJK
ggf. Erläuterung:

Publikation (Vollständiges Zitat): Brandstaetter A.S., Rössler W., and Kleineidam C.J. (2010) Dummies versus air
puffs: efficient stimulus delivery for low-volatile odors. Chemical Senses 35(4):323-333.
Beteiligt an Autoren-Initialen, Verantwortlichkeit abnehmend von links nach rechts
Planung der Untersuchungen CJK ASB WR
Datenerhebung ASB
Daten-Analyse und Interpretation ASB CJK
Schreiben des Manuskripts ASB CJK
ggf. Erläuterung:
Publikation (Vollständiges Zitat): Brandstaetter A.S., Rössler W., and Kleineidam C.J. (under review) Friends and foes
from an ant brain’s point of view – neuronal correlates of colony odors in a social insect. PLoS One
Beteiligt an Autoren-Initialen, Verantwortlichkeit abnehmend von links nach rechts
Planung der Untersuchungen ASB CJK WR
Datenerhebung ASB
Daten-Analyse und Interpretation ASB CJK
Schreiben des Manuskripts ASB CJK WR
ggf. Erläuterung:

Publikation (Vollständiges Zitat): Brandstaetter A.S. and Kleineidam C.J. (under review) Distributed representation
of social odors indicates parallel processing in the antennal lobe of ants. Journal of Neurophysiology
Beteiligt an Autoren-Initialen, Verantwortlichkeit abnehmend von links nach rechts
Planung der Untersuchungen ASB CJK
Datenerhebung ASB
Daten-Analyse und Interpretation ASB CJK
Schreiben des Manuskripts ASB CJK
ggf. Erläuterung:

Für alle in dieser „Dissertation unter Einschluss mehrerer Manuskripte“ verwendeten Manuskripte liegen die
notwendigen Genehmigungen der Verlage und Co-Autoren für die Zweitpublikation vor.
Mit meiner Unterschrift bestätige ich die Kenntnisnahme und das Einverständnis meines direkten Betreuers.

Andreas Brandstaetter, __________________________________________
Name Kandidat(in), Datum, Unterschrift
Table of contents
I. Summary ....................................................................................................................................... 1
II. Zusammenfassung ........................................................................................................................ 3
III. General Introduction ..................... 5
III.1 Eusociality ................................................................................................................................... 5
III.2 Chemical basis of colony recognition ......................... 6
III.3 Neuronal basis of colony recognition ................................................................ 7
III.3.1 The insect olfactory system ................................... 7
III.3.2 The neuronal template .......................................................................... 8
III.4 Model system: the Florida carpenter ant ................................................... 9
III.5 Thesis outline .............................................................................................. 9
IV. Chapter 1: Reformation process of the neuronal template for nestmate-recognition cues
in the carpenter ant Camponotus floridanus. ................................................................ 12
V. Chapter 2: Nestmate recognition in ants is possible without tactile interaction. ...................... 21
VI. Chapter 3: Dummies versus air puffs: efficient stimulus delivery for low-volatile odors. .......... 30
VII. Chapter 4: Friends and foes from an ant brain’s point of view – neuronal correlates of
colony odors in a social insect. ....................................................................................... 42
VIII. Chapter 5: Distributed representation of social odors indicates parallel processing in the
antennal lobe of ants. .................................................................................................... 57
IX. General Discussion ...................................................... 78
IX.1 Stimulus delivery for colony odors ........................................................................................... 78
IX.1.1 Colony odor detection is possible at short range................................ 78
IX.1.2 Effective stimulus delivery for low-volatile odors ............................... 79
IX.2 Neuronal correlates of colony recognition ............................................................................... 80
IX.2.1 Ants perceive their own colony odor .................. 80
IX.2.2 Colony odor information is processed in parallel ............................................................... 81
IX.2.3 How are friends and foes classified? ................................................... 81
IX.2.4 What causes the high variability of spatial activity patterns? ............................................ 83
IX.2.4.1 A highly complex stimulus ......................... 83
IX.2.4.2 Plasticity of the olfactory system .............................................. 83
IX.2.5 Template reformation ......................................................................... 84
IX.3 Significance of the work ........... 85
X. Acknowledgments ..............