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Zusammenfassung
Bienen tauschen mit dem Schwänzeltanz Informationen zur Nahrungsquelle aus. Hummeln werden durch erfolgreiche Sammlerinnen dazu animiert, ebenfalls auszufliegen und nach Nektar zu suchen. Dabei können sie sogar im Dunkeln eine Futterquelle wieder finden. Zur Orientierung nutzen sie Duftstoffe und das Magnetfeld der Erde. |
1. Orientierung
Der deutsche Nobelpreisträger von Frisch ist durch seine Beobachtungen und Interpretationen des Schwänzeltanzes von Bienen berühmt geworden. Er erkannte in der Bewegungsweise der Honigbienen eine diffizile Form der Kommunikation der Tiere untereinander. Sie teilten sich lediglich durch besonders abgestimmte Körperbewegungen ("Tanz") die Richtung und Entfernung einer Futterquelle mit.
Auf diesem Gebiet sind mittlerweile viele Forschungsarbeiten veröffentlicht worden, so dass man längst weitere Tänze im Bienenstaat kennt (Kirchner, 2004).
So gilt als gesichert, dass sich die Tiere tagsüber am Sonnenstand einschließlich der Erkennung polarisierten Lichts und natürlich besonders auffälligen Wegmarken (z.B. Häuser) orientieren (vgl. Bestäubung von Blüten). Doch wie schätzen die Tiere die Entfernung ab, wie orientieren sie sich im Dunkeln?
Hummeln bauen ihre Nester häufig genug tief im Boden, ihr Gang zur Erdoberfläche kann 2m lang sein (Heinrich, 1979). Hier und natürlich im Nest fehlt das Licht. Im Nest muss aber die Brut gefüttert und Vorratstöpfe gefüllt werden. Zur eigenen Versorgung müssen die Vorratstöpfe im Dunkeln wiedergefunden werden.
Denkbar ist, dass die Tiere Duftspuren zur Orientierung legen (scent-marks, Duftspurtheorie; Cameron 1981, Schmitt et al. 1991, Leadbeater & Chittka 2005). Daneben weiß man von anderen Insekten und Arthropoden, dass sich Tiere auch am Magnetfeld der Erde orientieren können (Kompasstheorie). Daneben könnten sie sich durch Lernvorgänge von einem bestimmten Ausgangspunkt aus den Winkel merken, den sie nur entlanggehen müssen, um einen bestimmten Zielpunkt aufzusuchen (Winkeltheorie). Die Distanz könnte durch den Energieverbrauch auf dieser Strecke realisiert werden.
Der Würzburger Forscher Chittka konnte mit einem Versuch hier gute Ergebnisse vorlegen (Chittka et al., 1999). Ein Hummelnest war über eine Plastikröhre mit einer Arena verbunden. Die Röhre endete genau im Zentrum der Arena, eine Futterstelle mit Zuckerlösung befand sich im Winkel von 135° hiervon in südlicher Richtung (Abbildung 2). Zunächst trainierte er die Hummeln auf diese Futterstelle, indem er den Tieren im Nest kein Futter anbot und die Hummeln sich von selbst auf den Weg machten, Futter zu suchen. Im Schnitt fanden die Hummeln zunächst nach 9min, 30s, später dann innerhalb von 30s die Zuckerlösung. Zurück zum Nest schlug interessanterweise kein Tier den direkten Weg ein, im Schnitt dauerte es 70s, bis der Röhreneingang gefunden war.
Nachdem die Tiere also die Futterstelle kannten, startete Chittka den Versuch. Er entfernte die Futterstelle, so dass er ausschließen konnte, dass die Tiere durch den Zuckergeruch die Futterstelle finden. Dann verschob er das Nest um 90° (Abbildung 2). Außerdem drehte er die Arena um 180°. Dadurch ergaben sich die in Abbildung 2 dargestellten Möglichkeiten. Wenn sich Hummeln nach dem Magnetfeld der Erde orientieren, sollte es für sie keine Rolle spielen, wo sich das Nest befindet. Da sich die Himmelsrichtungen nicht verändert haben, müsste die Hummel dann wie erlernt in südliche Richtung laufen und dort nach Futter suchen (rot in Abbildung 2). Folgt sie einer zuvor gelegten Duftspur, oder hat sie die Stelle mit der Futterbox zuvor mit Duftstoffen markiert, lässt sie sich weder von der veränderten Nestposition, noch von der gedrehten Arena beeinflussen. Sie läuft in nördliche Richtung, denn nach dem Drehen der Arena um 180° müsste dort die Futterbox stehen (gelb). Hat sie sich jedoch den Winkel zwischen dem Nestausgang und der Futterquelle gemerkt, muss
| "This suggests that odour marks left between the entrance and the feeder outweigh all other directional orientation systems, if they exist (S. 47)." |
sie in Richtung 135° suchen (blau).
Als Chittka wieder die Hummeln in die Arena ließ, gab es nur eine Laufrichtung: Nach Norden. Alle Hummeln folgten der gelben Richtung. Chittka vermutete dementsprechend Duftmarken auf dem Boden der Arena.
Daher wischte er nun den Boden der Arena mit Ethanol ab. Dadurch zerstörte er alle Duftmarkierungen (vgl. Cameron 1981, Schmitt et al. 1991). Nun wiederholte er den Versuch, und 95% aller Hummeln bewegten sich jetzt im Bereich von 120 - 200°. Da die Tiere keine andere Orientierungshilfe hatten, kann man vermuten, dass die Tiere das Magnetfeld der Erde wahrnahmen und sich deshalb in südliche Richtung bewegten. Damit scheint klar zu sein, dass sich die Tiere im Nest in erster Linie mit Hilfe von Duftstoffen, aber auch dem Magnetfeld der Erde orientieren.
Interessant war aber, dass alle Hummeln auf unterschiedlichen Wegen in den Zielbereich gelangten. Die Hummeln folgten sich nicht gegenseitig, wie man es von Ameisen von einer Ameisenstraße her kennt, die ja ebenfalls
| "These findings support the notion that the feeder location itself ist the predominant scent beacon and potential odour marks left along the way are not as effective" (S. 49) |
durch Duftstoffe erzeugt wird. Wahrscheinlich ist lediglich der Zielort, also der ehemalige Futterboxstandort,mit Duftstoffen markiert, nicht jedoch der Weg dorthin. Dies lässt vermuten, dass die Tiere gar nicht aktiv markieren, sondern stattdessen gleichmäßig Duftstoffe abgeben. Da sie sich an der Futterbox sehr lange aufgehalten haben, ist dort die Duftstoffkonzentration am höchsten, auf dem Weg dorthin am geringsten. Dadurch würde der Weg unmarkiert bleiben.
Weiterhin konnte Chittka beweisen, dass die Hummeln auch im Dunkeln die Distanz zur Futterquelle richtig abschätzen. Er trainierte die Tiere auf einer Futterbox, die diesmal nicht in einer Arena, sondern auf einer Schiene unterschiedlich weit vom Nest entfernt aufgestellt war. Nach der Reinigung des Bodens und dem Entfernen der Futterbox suchten die Hummeln mehrheitlich immer in der Region, in der im Training die Futterbox stand. Es bleibt aber offen, wie sie die Entfernung wahrnehmen.
Es gibt aber offensichtlich noch weitere, unter Umständen sehr einfache Mittel eine lohnende Nektarquelle bei Tag aufzusuchen. So beobachten sich Hummeln gegenseitig und machen sich auch gegenseitig nach. Normalerweise wählt eine Hummel zwischen einer unbekannten und einer bekannten Blüte mehrheitlich die bekannte Blüte aus. Hier hat sie im Vorfeld gelernt, wie die Blüte ausgebeutet wird, hier weiß sie, dass Nektar vorhanden ist. Beobachtet sie jedoch kurz vorher eine andere Hummel auf einer unbekannten Blüte, und bietet man ihr erneut die bekannte und die unbekannte Blüte an, besucht sie nun auch die unbekannten Blüten (Leadbeater & Chittka 2005). Sie hat also die andere Hummel nachgeahmt. Da es sich im Experiment immer um neue Blüten gehandelt hatte, kann die chemische Markierung ausgeschlossen werden. Wahrscheinlich sind nur visuelle Hinweise für dieses Verhalten verantwortlich.
2. Kommunikation
Im Nest selbst spielen Düfte noch eine ganz andere Rolle. So gibt die Königin beständig Düfte ab, die bei ihren Arbeiterinnen nicht folgenlos bleiben (Deshalb bezeichnet man die Düfte als Botenstoffe). Die Folgen liegen darin, dass die Eierstöcke der Arbeiterinnen unterentwickelt bleiben. Selbst bei Jungköniginnen, die der Königin ausgesetzt sind, reifen die Eierstöcke erst im nächsten Frühjahr an. So entwickeln sie erst später einen Fortpflanzungstrieb und sammeln stattdessen Nektar und Pollen.
Chemische Botenstoffe sorgen auch für die Entscheidung, ob aus einer Larve eine Jungkönigin oder eine Arbeiterin entsteht. Bei der Dunklen Erdhummel gibt die Königin dazu dem Larvenfutter in den ersten 3-4 Tagen einen Stoff zu, der die Entwicklung von Königinnen verhindert. Es entstehen Arbeiterinnen. Wird die Königin älter, produziert sie allerdings diesen Stoff nicht mehr und Jungköniginnen entstehen. Bei der Baumhummel ist es anders: Wird den Larven in den ersten Tagen ein besonderer Stoff gegeben, entwickeln sich Königinnen, fehlt er, entstehen Arbeiterinnen.
Die Orientierung im Dunkeln verläuft offensichtlich autark, die Tiere geben sich gegenseitig keine Hinweise, wie man es von Bienen mit dem Schwänzeltanz (siehe oben) kennt. Dennoch lassen sich im Nest Geräusche ausmachen, deren Bedeutung nicht bekannt ist. Sie lassen sich von bestimmten Flügelgeräuschen unterscheiden, die der Abwehr, d.h. der Abschreckung von Wirbeltieren dienen.
Daneben konnte einer Mitarbeiterin des Hummelforschers Chittka, Anna Dornhaus, eine interessante Beobachtung machen (Dornhaus & Chittka 1999)....
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literatur
- van Bebber C, 2005. Der Einsatz von Hummeln im Gewächshaus führt durch biologische und chemische Anpassungen zu hervorragender Bestäubung. http://aktion-hummelschutz.de/fakten/bestaeubung.html
- Cameron S A, 1981. Chemical signals in bumble bee foraging. Behav Ecol Sociobiol (1981) 9: 257 - 260.
- Chittka L, Williams NM, Rasmussen H, Thomson JD, 1999. Navigation without vision: bumblebee orientation in complete darkness. Proc. R. Soc. Lond. B (1999), 266, 45 - 50.
- Dornhaus A, Chittka L, 1999. Evolutionary origins of bee dances. Nature, Vol. 40, September 1999, S. 38.
- Dornhaus A, Chittka L, 2001. Food alert in bumblebees (Bombus terrestris): possible mechanisms and evolutionary implications. Behav Ecol Sociobiol 50, 570 - 576, 2001
- Dornhaus A, Brockmann A, Chittka L, 2003. Bumble bees alert to food with pheromone from tergal gland. J comp physiol A, 189, 47 - 51, 2003.
- Granero AM, Sanz JMG, Gonzalez FJE, Vidal JLM, Dornhaus A, Ghani J, Serrano AR, Chittka L, 2005. Chemical compounds of the foraging recruitment pheromone in bumblebees. Naturwissen-schaften, 92, 371 - 374, 2005.
- Heinrich B, 1979. Der Hummelstaat.
- Kirchner WH, 2004. Mit Bienen im Gespräch. http://www.ruhr-uni-bochum.de/rubin/rbin1_04/pdf/beitrag1.pdf. 23.07.2005
- Leadbeater E, Chittka L, 2005. A new mode of information transfer in foraging bumblebees? Current Biology 15, R447 - R448.
- Schäffler L, KellermannT, Kaiser C, 2001. Sammelstrategien von Hummeln.
- Schmitt U, Lübke G, Francke W, 1991. Tarsal secretion marks food sources in bumblebees (Hymenoptera: Apidae). Chemoecology 2, 35 - 40, 1991.
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