Riesig oder winzig: Die Größe entscheidet über die Arbeitsteilung (Studie)

Ist Ihnen aufgefallen, dass Bienen alle gleich groß, Hummeln aber unterschiedlich groß sind? Diese Variation ist bei anderen Insekten sehr selten, bei Hummeln aber die Regel. Zwar sind auch bei Bienen oder anderen sozialen Insekten die Königinnen deutlich größer als die Arbeiterinnen, doch innerhalb einer Kaste sind normalerweise alle identisch, während bei Hummeln die größten Exemplare sieben mal so groß wie die kleinsten Tiere des gleichen Hummelstaats sein können. Woran liegt das? Und: Ist das sinnvoll?

Hummeln wachsen nicht

Hummeln entwickeln sich aus einem Ei zur Larve. Nach dem Verpuppen sehen sie aus wie eine Hummel und entwickeln sich nicht mehr weiter, sie bleiben nun gleich groß. Allerdings gibt es im Larvenstadium die Möglichkeit, dass die Larven sich unterschiedlich gut entwickeln. Dies hängt davon ab, wie viel Futter sie bekommen und wie die Temperaturen während der Entwicklung sind. Die Larven liegen alle gemeinsam auf einem Haufen, so dass diejenige Larve, die im Zentrum liegt, das meiste Futter und die meiste Wärme bekommt. Larven, die unten liegen, haben deutlich schlechtere Bedingungen.

Natürliche Selektion: Sind die Größenunterschiede von Vorteil?

Aber sind diese Wachstumsunterschiede gewollt, indem die Arbeiterinnen im Nest die Larven „absichtlich“ unterschiedlich gut versorgen, oder ist das nur Zufall?
Die Größe hat Einfluss auf physiologische Parameter (inklusive der wichtigen Thermoregulation) und der Fluggeschwindigkeit, wobei für beide Faktoren gilt: Größer ist besser.
Die Größe beeinflusst aber auch die Arbeitsteilung: Im Gegensatz zu Bienen, wo die Arbeitsteilung (Stockbiene ziehen den Nachwuchs auf, füttern die Königin, säubern das Nest, wehren Feinde ab, während die Sammlerinnen ausfliegen und Nektar und Pollen sammeln) vom Alter abhängt, sind die Aufgabenbereiche offenbar von der Größe abhängig. Je größer die Hummelarbeiterin ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie zum Sammeln von Nektar und Pollen ausfliegt.
Man kann also diesbezüglich durchaus von einer natürlichen Selektion sprechen.
Das Sammeln von Nektar und Pollen ist für den Staat überlebenswichtig und hat Einfluss auf das Wachstum des Staats und der Zahl der produzierten Geschlechtstiere. Größere Arbeiterinnen sollen dabei besser Pollen und Nektar sammeln als kleinere, so dass dieses Verhalten und damit die Größenunterschiede bei Hummeln von Vorteil sind. Diese Varation stellt also eine sinnvolle selektion dar.

Es fehlte der Beweis

Es gab aber keine Studie, die beweisen konnte, dass große Arbeiterinnen wirklich besser Nektar und Pollen sammeln können. Vielleicht sammelten die kleinen Tiere ja zwar weniger, dafür aber öfter?
Eine Studie, durchgeführt von Würzburger Wissenschaftlern hat dies geklärt.

Die Studie

Die Forscher beobachteten 159 Stunden lang 100 Hummeln, bestimmten ihr Gewicht als Maß für die Größe und als Maß dafür, wie viel sie sammelten. Sie registrierten außerdem die Länge udn Dauer der Sammelflüge.

Die Ergebnisse

Die Sammelflüge dauerten zwischen 57 und 75 Minuten. Flüge, die kürzer als 10 Minuten waren, stellten Oritentierungsflüge dar oder waren zur Darmentleerung gedacht, nicht jedoch zum Sammeln von Futter.
Jede Arbeiterin schaffte im Schnitt 3 – 6 Sammelflüge pro Tag, wobei einzelne Arbeiterinnen deutlich mehr, andere klar weniger schafften. Dabei legten die Tiere zwischen 1 und 4 km zurück, was insofern erstaunlich ist, dass Hummeln nur etwa 10 – 20 Meter weit scharf sehen können.
Ein Viertel der Tiere sammelte nur Nektar, nie Blütenstaub. Zwei Drittel aller Flüge waren Nektarsammelflüge. 10 – 18% eines Volks nutzten drei Viertel ihrer Flüge zum Sammeln von Pollen (und möglicherweise zusätzlich Nektar: nicht sichtbar).
Die Wissenschaftler stellten fest, dass es keinen Zusammenhang zwischen der Größe eines Tieres und Flugdauer oder der Anzahl der Sammelflüge gibt.
Wohl aber gab es einen Zusammenhang zwischen der Menge an Nektar, die gesammelt wurde, und der Größe. Große Tiere sammelten bis zu doppelt so viel Nektar ein wie kleine.

Dies war der Beweis, dass Arbeitsteilung, die aus den Größenunterschieden resultiert, sinnvoll ist.

Die Ursache für die unterschiedliche Sammelleistung

Die Ursache für die unterschiedliche Effizienz liegt vor allem an der Fluggeschwindigkeit und dem Gewicht. Große Tiere fliegen deutlich schneller, so dass sie in der gleichen Zeit einfach mehr Nektar sammeln können. Durch ihr Gewicht können sie außerdem schwierig zu nutzende Blüten leichter aufstemmen und den Nektar ernten.

Literatur

Spaethe J, Wiedenmüller A , 2002: Size variation and foraging rate in bumblebees (Bombus terrestris). In: Insectes soc. 49 (2002) 142–146

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