Schwänzeltanz auch bei Hummeln?

Schwänzeltanz auch bei Hummeln? (Seite 2)

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). Sie sah Sammlerinnen, die in ihr Nest zurückkehrten und sich dort anders als die übrigen Nestgenossen verhielten. Das Schauspiel dauerte im Durchschnitt 105 Sekunden (etwa 3 Minuten bestätigte Schäffler et al., 2001), mindestens aber 13 Sekunden, maximal 10 Minuten.

Die Forscherin hatte eine Hummel ausgiebig Nektar an einer Blüte aufnehmen lassen und beobachtete unter Glas die zurückkehrende Hummel. Diese war völlig aufgeregt und entleerte nicht sofort ihren Honigmagen (was effizient wäre), sondern rannte aufgeregt über die Wände und Zellen des Nests. Manchmal verließ sie sogar kurz das Nest, um dann erneut ihren chaotischen „Tanz“ aufzuführen. Ein im Nest wartendes Tier bewegte sich der Forscherin zufolge 0,4 cm/s. Ist eine solche hektische und erfolgreiche Sammlerin anwesend sind es bereits 1,18 cm/s, während sich die Sammlerin selbst mehr als doppelt so schnell bewegte (2,83 cm/s). Dieses Verhalten war also ziemlich auffällig und verwunderte insofern, dass die Sammlerin viel länger im Nest blieb als für die Abgabe des Nektars nötig gewesen wäre. Letzteres geht sehr schnell, die meiste Zeit beschäftigte sich die Sammlerin mit dem hektischen Rennen.

Eigenartig waren auch die Bewegungen, denn sie ließen keine Ordnung erkennen. Die Acht, wie sie vom Bienentanz bekannt ist, war nicht auszumachen. Insgesamt erschien das Getrappel eher chaotisch. Außerdem folgte keine andere Hummel dem Tanz, wie man es von Bienenvölkern her kennt. Die übrigen im Nest anwesenden Tiere machten keine Anstalten, den Tanz zu übernehmen.

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Doch sie waren alle an dem mitgebrachten Nektar interessiert. Kaum hatte die erfolgreiche Sammlerin ihren Honigmagen entleert, kosteten die übrigen Tiere davon. Und tatsächlich: Zahlreiche Sammlerinnen, die im Nest waren, flogen daraufhin aus und suchten nach Nahrung (Abbildung 4). Waren es vorher 0 – 20 Hummeln, die in einer fünf Minuten dauernden Messung ausflogen, waren es nach der Rückkehr der Sammlerin 15 – 75 Tiere. Den Aktivitätsanstieg konnten später auch andere Forscher beobachten (Schäffler et al. 2001).

Um zu beweisen, dass der chaotische Tanz die Ursache für das Ausfliegen der Tiere war, träufelte die Forscherin selbst Nektar in die Honigtöpfchen. Die Reaktion der übrigen Tiere war nun wesentlich schwächer.

Dornhaus vermutete, dass der „Tanz“ keine Informationen wie der Schwänzeltanz der Bienen mitteilt, sondern eher zum Verteilen diverser Duftstoffe dient. Diese Überlegung konnte einige Jahre später auch bewiesen werden (s. u.). Das aufgeregte Herumrennen fördert die Verteilung eines Pheromons der Hummel ebenso wie Duftstoffe der Pflanze, die dem Tier noch am Körper durch den Besuch der Blüte anhängen. Tatsächlich besuchten die ausfliegenden Hummeln nur diejenigen Blüten, deren Duft sie vorher von der Sammlerin wahrgenommen hatten. Hatte die Sammlerin vorher an Nelken gesammelt und konnten die ausfliegenden Tiere zwischen einer Nelken-, Anis- und Pfefferminzblüte wählen, entschieden sich 80% für die Nelke.

Um die Theorie zu beweisen, führte Dornhaus zwei Experimente durch. Zwei Nester (Dornhaus & Chittka 2001), die sich unmittelbar nebeneinander befanden, trennte sie nur durch eine Art Polsterwolle. Die erfolgreiche Sammlerin kehrte in ihr Heimatvolk zurück und führte das besondere Verhalten auf. Tatsächlich flogen diesmal die eigenen Artgenossen desselben Volks, aber eben auch die des Nachbarvolks aus. Letztere flogen aus, obwohl sie den „Tanz“ gar nicht sehen konnten und den Nektar auch nicht probieren konnten.

Damit war klar, dass der Tanz nicht die wichtigste Rolle spielte. So trennte die Forscherin die beiden Nester in einem letzten Versuch mit einer Glasplatte. Diese schloss dicht ab und ließ keinen Kontakt (und keinen Luftaustausch) zu. Diesmal flogen nur die Tiere des eigenen Volks aus.

So lässt sich vermuten, dass es erneut auch hier einen chemischen Botenstoff geben muss, der die Reaktion bei den übrigen Tieren auslöste. Dieser wäre im ersten Versuch auch ins Nachbarnest diffundiert, so dass die Tiere dort die Reaktion zeigen konnten. Im zweiten Fall konnte der Duftstoff das Nachbarnest nicht erreichen, weil die Glasplatte den Luftaustausch verhinderte. Die Tiere im Nachbarnest rochen nichts und blieben folglich im Nest. Durch das aufgeregte Verhalten des Tieres könnte der Duftstoff besser im Nest verteilt werden.

In einem zweiten Experiment (Dornhaus et al., 2003) verband sie zwei ansonsten voneinander isolierte Nester mit einem Schlauch und einer Pumpe, die andauernd Luft vom einen zum anderen Nest brachte. Im Empfängernest stieg kurz die Aktivität, kehrte dann aber schnell auf den Ausgangswert zurück. Gab die Forscherin einen Drüsenextrakt (Lösung in Hexan) dazu, stieg die Aktivität, gemessen als Zahl der Tiere, die in fünf Minuten das Nest verlassen, deutlich von 10,4 Hummeln / 5 min auf 24,3 Hummeln / 5 min an. Dabei waren die Extrakte der Tergite VI und VII besonders wirksam (Bild links). Dies ist der Bereich, in dem sich bei Bienen die Nasonov-Drüse befindet, mit der Bienen Duftstoffe produzieren.

Im Jahr 2005 konnten drei Substanzen identifiziert werden (Granero et al., 2005), deren Konzentration plötzlich nach der Rückkehr einer Sammlerin im Nest stark ansteigt. Es handelt sich um Eucalyptol, Ocimene und E,E-Farnesol. Alle drei Stoffe lösten im Test die Aktivitätssteigerung aus, alle drei Stoffe fanden sich in den Drüsen der Tergite der Hummeln.

Damit ist klar, dass die zurückkehrende Sammlerin drei Duftstoffe durch das Herumlaufen im Nest verteilt. Sie alarmiert dadurch die anderen Tiere, die sich außerdem auch den Geruch der Sammlerin merken und dadurch die Pflanze wieder finden. Die Alarmstoffe werden auf dem Rücken produziert. Da Farnesol auch bei Bienen in der Nasanov-Drüse produziert wird, kann man annehmen, dass die beiden Drüsen der Biene und der Hummel homolog zueinander sind, auch wenn ihre Funktion unterschiedlich ist.

Während nämlich die Bienen mit den Duftstoffen (Terpene) die Blüten markieren, produzieren Hummeln Duftstoffe (Monoterpene und Sesquiterpene), um andere Artgenossen zum Sammeln zu animieren. Hummeln informieren also nicht über den Ort der Futterquelle, sondern über ihre augenblickliche Verfügbarkeit und den Duft des Futters. Dadurch wird verhindert, dass alle Arbeiterinnen ausfliegen, wenn die Bedingungen gar nicht optimal sind.

Die beiden unterschiedlichen Kommunikationsweisen basieren auf der unterschiedlichen Evolution der beiden Insekten. Der Bienentanz hat laut Dornhaus (1999) seinen Ursprung im tropischen Klima. Hier treten die Futterquellen gruppiert auf, so dass man viel Nahrung an einem Fleck finden kann. Hummeln der temperaten Zonen müssen Futterquellen nutzen, die nicht gruppiert, sondern verstreut sind. Die Kommunikation über den Standort jeder Pflanze erscheint hier nicht effizient. Selbst Honigbienen verwenden bis zu 1 Stunde darauf, die Informationen einer Futterquelle zu analysieren und sich für eine Richtung zu entscheiden. Dies lohnt sich für Hummeln nicht, weshalb diese keinen Schwänzeltanz haben.

3. Quelle / Literatur

  • van Bebber C, 2005. Der Einsatz von Hummeln im Gewächshaus führt durch biologische und chemische Anpassungen zu hervorragender Bestäubung. https://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. Naturwissenschaften, 92, 371 – 374, 2005.
  • Heinrich B, 1979. Der Hummelstaat.
  • Kirchner WH, 2004. Mit Bienen im Gespräch. https://www.ruhr-uni-bochum.de/rubin/rbin1_04/pdf/beitrag1.pdf. 23.07.2005
  • Klahre U, Gurba A, Hermann K, Saxenhofer M, Bossolini E, Guerin PM, Kuhlemeier C, 2011. Pollinator Choice in Petunia Depends on Two Major Genetic Loci for Floral Scent Production. Current Biology doi:10.1016/j.cub.2011.03.059
  • 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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