Content and transfer of heavy metal air pollutants in populations of <i>Formica</i> spp. wood ants (Hym., Formicidae)

Abstract

Abstract Heavy metal air pollutants (abbreviated as HMAP), i.e. Pb, Cd, Cu, Zn, were studied in Formica rufa, F. polyctena, F. pratensis and F. lugubris at polluted and unpolluted forest localities in Czechoslovakia. Obvious differences in the HMAP contents of the material on the hill surface, workers, sexual progeny, and their pupae were considered. Considerable seasonal changes (increase) in the HMAP content of the workers occur during the season. Comparative analysis of workers going to and from the attended aphid colonies as well as that of the aphids and their host trees has indicated honeydew as the principal source of HMAP contamination (of the workers), whereas the protein food utilized for breeding (both workers and sexual progeny) manifested much lower HMAP values. The HMAP sources in the wood ant colonies, the changes in the HMAP content of the workers, progeny differences, HMAP transfer in the nest, contamination of the food webs through the wood ants, resistance, bioindication and sampling standardization are discussed. HMAP transfer through honeydew (determined through the ants) is emphasized as indicating allied ecotoxicological (HMAP) problems in honey‐bees (apiculture). Zusammenfassung Schwermetallgehalt und ‐transfer in Populationen der Waldameise, Formica spp. (Hym., Formicidae) In der Tschechoslowakei wurden in verschiedenen Waldgebieten mit hoher und geringer Luftver‐schmutzung die folgenden Formica ‐Arten auf Schwermetalle (Pb, Cd, Cu, Zn) untersucht: F. rufa, F. polyctena, F. pratensis und F. lugubris. Es konnten deutliche Unterschiede hinsichtlich des Schwermetallgehalts in den Materialien der Nestoberfläche, in den Arbeiterinnen, der Geschlechtstiere und der Puppen festgestellt werden. Bei den Arbeiterinnen konnte während der verschiedenen Jahreszeiten ein beträchtlicher Anstieg des Schwermetallgehaltes festgestellt werden. Durch vergleichende Analysen von Arbeiterinnen, auf dem Hin‐ bzw. Rückweg zu/von benachbarten Lauskolonien, als auch durch Untersuchungen der Läuse und der befallenen Bäume konnte nachgewiesen werden, daß Honigtau als die Hauptkontaminationsquelle für die Arbeiterinnen gilt, wohingegen proteinhaltige Nahrung zur Aufzucht der Brut deutlich niedrigere Schwermetallgehalte aufwies. Die Schwermetallquellen für Waldameisen, die Veränderungen der Schwermetallgehalte bei den Arbeiterinnen, Unterschiede innerhalb der Brut, Schwermetalltransfer in die Nester, Kontamination des Fraßnetzes der Waldameisen, Resistenz, Bioindikatoren und die Standardisierung der Probennahme werden diskutiert. Es wird hervorgehoben, daß der Schwermetalltransfer über den Honigtau (indirekter Nachweis durch Untersuchung der Ameisen) ähnliche ökotoxikologische Probleme bei der Honigbiene und damit in der Imkerei hervorrufen wird.