Wie Honigbienen Krisen bewältigen

Auch Staaten bildende Insekten wie Ameisen oder Bienen leiden, wenn sie von außen geschwächt werden. Mit welchen Strategien diese Völker auf solche Szenarien reagieren, und wie diese Strategien funktionieren, untersucht jetzt der Neuroethologe Wolfgang Rössler vom Biozentrum der Uni Würzburg am Beispiel der Honigbiene gemeinsam mit Forschern aus Kanada und Frankreich.

Ein plötzliches Unwetter fegt über die Landschaft und tötet dabei viele Nektar sammelnde Bienen – eine Katastrophe für das Bienenvolk, herrscht bei ihm doch strikte Arbeitsteilung. Während jüngere Tiere im Stock sozusagen Innendiensttätigkeiten verrichten und die Brut füttern oder die Waben säubern, erledigen ältere, erfahrenere Bienen den gefährlichen Außendienst, wie das Sammeln von Nektar und Pollen .

Wie schafft es das Volk jetzt, nach dieser Katastrophe, in möglichst kurzer Zeit den Verlust der „Außendienstmitarbeiter“ zu kompensieren? Wie stellen die Bienen binnen kurzem wieder ein ausgewogenes Verhältnis zwischen den unterschiedlichen Spezialisten her, ohne dass das große Chaos ausbricht?

Mit solchen grundlegenden Fragen beschäftigt sich ein neues, international und interdisziplinär zusammengesetztes Forscherteam, an dem auch ein Vertreter aus Würzburg beteiligt ist: Wolfgang Rössler vom Lehrstuhl für Verhaltensphysiologie und Soziobiologie im Biozentrum der Universität. Rössler untersucht schon seit Jahren, auf welchen Wegen soziale Insekten wie Ameisen und Honigbienen untereinander kommunizieren, wie sie ihr Verhalten aufeinander abstimmen und welche Spuren diese Fähigkeit zum Austausch im Gehirn der Tiere hinterlässt. „Unser Beitrag in diesem Projekt wird es sein, auf Ebene der Nervenzellen nachzuweisen, welche Mechanismen das Verhalten der Bienen steuern“, sagt Rössler.

Schon länger ist bekannt, dass bestimmte Duftstoffe – so genannte Pheromone – mit verantwortlich sind, wie sich bei Honigbienen das Sozialverhalten entwickelt. Entdeckt haben diesen Prozess die Biochemikerin Erika Plettner von der Simon Fraser University in Vancouver, Kanada, und Yves Le Conte, molekularer Verhaltensbiologe am Agrarwissenschaftlichen Institut in Avignon, Frankreich. Beide sind auch jetzt an dem Forschungsprojekt beteiligt; Erika Plettner ist die Hauptantragsstellerin. Aufgabe der beiden wird es sein, die Biochemie und die Ausbreitung des Pheromons bei zwei Bienenrassen zu untersuchen sowie dessen Wirkung auf das Verhalten.

Etwas exotisch in dieser Forscherrunde der Biologen und Biochemiker wirkt das vierte Mitglied: James Watmough ist Mathematiker an der University of New Brunswick, Kanada. „Watmough soll auf der Basis der gewonnen Daten ein mathematisches Modell entwickeln, das Voraussagen über das Verhalten der Bienen erlaubt und vielleicht langfristig auf andere soziale Systeme wie den Menschen übertragen werden kann“, sagt Wolfgang Rössler. Damit könnte es beispielsweise möglich sein, allgemeingültige Prognosen für Strategien bei Naturkatastrophen oder Epidemien zu machen.

Gemeinsames Ziel der beteiligten Forscher sei es: „Die spannende Frage klären, wie molekulare und neurobiologische Regelmechanismen schlussendlich zu einer intelligenten Strategie in einer aus Tausenden von Individuen bestehenden Kolonie führen“, erklärt Rössler.

Auf die internationale Zusammenarbeit freut sich der Forscher vom Biozentrum ganz besonders: „Diese Kooperation eröffnet hervorragende Möglichkeiten“, findet er. In wissenschaftlicher Hinsicht leisten die Würzburger Arbeiten zur chemischen Kommunikation und neuronalen Plastizität im Gehirn der Honigbiene „einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der zellulären und molekularen Grundlagen der Verhaltenssteuerung“. Zudem bedeute das interdisziplinäre Forschungsprogramm „einen enormen Gewinn und Anreiz für Studierende und Nachwuchswissenschaftler hier am Biozentrum, weil sie früh lernen, in einem internationalen Team zu arbeiten“, sagt Rössler.

Dass das Human Frontier Science Program (HFSP) das Projekt finanziert, ist ein großer Erfolg für die Antragsteller. „Die Chancen auf eine Förderung durch das Programm sind äußerst gering“, sagt Rössler. Weltweit hatten rund 800 Teams Anträge eingereicht; nur drei Prozent von ihnen durften mit einem positiven Bescheid rechnen. Umso glücklicher schätzt sich das deutsch-französisch-kanadische Team, weil es sogar auf Platz 7 landete und nun mit insgesamt 1,35 Millionen US Dollar – umgerechnet rund eine Million Euro – gefördert wird. Das Projekt mit dem Titel „Social recovery from losses in the workforce: honey bee colonies as a model of recovery strategies“ wird im Herbst dieses Jahres starten und über drei Jahre laufen.

Das HFSP ist weltweit einzigartig in den Lebenswissenschaften; es fördert internationale Forschungskooperationen, die sich das Ziel gesetzt haben, die Funktionsweise komplexer Mechanismen lebender Systeme aufzuklären. Getragen wird das Programm von Deutschland, Japan, Australien, Kanada, Frankreich, Italien, Korea, Großbritannien, USA, der Schweiz und der Europäischen Union. Den deutschen Beitrag stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung bereit.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Wolfgang Rössler, T (0931) 888-4313, roessler@biozentrum.uni-wuerzburg.de