Arbeitsbienen bestimmen den Fortbestand ihrer Kolonie

Ab 4.000 Arbeitern wird bei einer Bienenkolonie der Fortpflanzungszyklus ausgelöst

Heidelberg | New York, 20. August 2014

© Madeleine M. OstwaldWenn ein Honigbienenvolk auf zirka viertausend Tiere angewachsen ist, wird ein erster wichtige Abschnitt des Fortpflanzungszyklus ausgelöst: Die Bienen bauen eine spezielle Art von Wabe für die Aufzucht männlicher Nachkommen, der so genannten Drohnen. Der Auslöser für den Reproduktionszyklus bei Honigbienenvölkern wurde von einem Team von Fachleuten vom Department of Neurobiology and Behaviour an der University Cornell in den USA unter Leitung von Michael Smith untersucht. Ihre Forschungsergebnisse sind online in der Springer-Fachzeitschrift Naturwissenschaften - The Science of Nature erschienen.

Bei Honigbienenvölkern hat Vermehrung nicht immer die oberste Priorität. Zu Beginn der Kolonieentwicklung konzentrieren sie sich auf Überleben und Wachstum. Erreicht eine Bienenkolonie eine bestimmte Größe, beginnen die Arbeitsbienen in die Fortpflanzung zu investieren. Der erste Schritt dieses Prozesses ist der Bau von Zellen einer Drohnenwabe. Diese spezielle Wabe besteht aus großen Zellen, in denen die Drohnen aufgezogen werden.

Drohnen sind männliche Honigbienen, die sich aus unbefruchteten Eiern entwickeln. In einem Bienenvolk besteht ihre einzige Aufgabe darin, sich mit unbegatteten Königinnen anderer Kolonien zu paaren. Dadurch werden die Gene weitergegeben, die jene erfolgreichen Drohnen hervorgebracht haben. Unbegattete Königinnen wiederum müssen sich mit Drohnen paaren, bevor sie befruchtete Eier ablegen können, aus denen Arbeitsbienen entstehen. Während ihres einzigen Hochzeitsflugs paaren sich Königinnen mit mehr als einem Dutzend Drohnen, wobei sie eine für ihre Lebenszeit ausreichende Menge an Sperma aufnehmen.

Michael Smith und sein Team konnten zunächst nicht genau bestimmen, durch welche Merkmale einer Kolonie jener Schlüsselprozess des Drohnenwabenbaus genau ausgelöst wird. Ist es die Anzahl der Arbeitsbienen eines Bienenvolks? Ist es die Gesamtfläche der Waben für die Arbeitsbienen einer Kolonie? Wird dieser Prozess von der Menge der Nachkommenschaft ausgelöst? Oder ist vielleicht die Größe der Honigspeicher der Kolonie der Auslöser? Die Wissenschaftler von der Cornell University begannen deshalb, jedes dieser Merkmale in unterschiedlichen Kolonien vorsichtig zu verändern, wobei sie die anderen Merkmale der Kolonien beibehielten.

Sie fanden heraus, dass zwar jede Kolonie Waben für Arbeitsbienen (nicht-reproduktive Waben), aber nicht jedes Bienenvolk Drohnenwaben (reproduktive Waben) baut. Tatsächlich wird der Bau von Drohnenwaben bei Bienen einzig durch die Zunahme an Arbeitsbienen ausgelöst. Dieser Vorgang ereignete sich grundsätzlich, sobald eine Kolonie aus viertausend oder mehr Arbeitsbienen bestand.

Für die Wissenschaftler bleibt es jedoch weiterhin ein Rätsel, wie eine einzelne Arbeitsbiene „wissen“ kann, aus wie vielen Arbeitsbienen ihre Kolonie besteht. Michael Smith und sein Team vermuten, dass dies vielleicht damit zusammenhängt, wie bedrängt sich die Bienen fühlen, wenn sie Seite an Seite im Bienenstock arbeiten. Daher sind die Wissenschaftler nun dabei, eine Antwort auf diese Frage zu finden.

„Bienenvölker mit mehr Arbeitern bauen mehr Drohnenwaben, wohingegen Kolonien mit mehr Waben, mehr Brut oder mehr Honigspeichern dies nicht tun“, fasst Michael Smith zusammen. „Wir gehen davon aus, dass eine Kolonie aus ungefähr  viertausend Arbeitsbienen bestehen muss, um in den Bau von Drohnenwaben zu investieren.“

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass ihre Forschungsergebnisse auch auf andere soziale Systeme, in denen die Gruppenmitglieder ihr Verhalten an die Größe der Gruppe anpassen müssen, anwendbar sind.


Quelle: Smith, M. L. et al. (2014). A critical number of workers in a honey bee colony triggers investment in reproduction. Naturwissenschaften - The Science of Nature. DOI 10.1007/s00114-014-1215-x

Foto: Honigbienen bauen neue Waben am Holzrahmen eines Bienenkasten. Das Wabenstück rechts zeigt den Übergang von Waben für Arbeitsbienen (kleine innere Zellen) zu Drohnenwaben (große äußere Zellen). | © Madeleine M. Ostwald

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