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Stachellose Bienen lassen Nester von Soldatinnen verteidigen

24.02.2017

Angriff von Räuberbienen treibt die Evolution von größeren Wächterinnen und damit die Arbeitsteilung im Bienenstock voran

Stachellose Bienen besitzen zwar keinen Giftstachel, um Feinde abzuwehren, sie können ihr Nest aber trotzdem gegen Angriffe verteidigen. Erst vor vier Jahren wurde entdeckt, dass eine brasilianische Bienenart, die Jatai-Biene, Soldatinnen hervorbringt. Die etwas größeren Kämpferinnen bewachen den Eingang des Nestes und packen bei einem Angriff den Räuber mit ihren Mandibeln.


Soldatinnen der Art Tetragonisca angustula, die den Eingang zum Stock verteidigen

Foto/©: Christoph Grüter

Nun haben Biologen der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) zusammen mit brasilianischen Kollegen der Universität São Paulo und der Agrarforschungsgesellschaft Embrapa in Belém vier weitere Arten gefunden, die eine spezielle Soldatinnenkaste zur Nestverteidigung entwickeln.

"Es handelt sich also um keinen Einzelfall, sondern wir finden auch bei anderen stachellosen Honigbienen eine erstaunliche Vielfalt der sozialen Organisation", sagt Dr. Christoph Grüter von der JGU. Die Wissenschaftler hatten insgesamt 28 Arten aus ganz unterschiedlichen Lebensräumen in Brasilien untersucht.

Weltweit gibt es über 500 Arten von stachellosen Honigbienen, etwa 400 davon allein in Brasilien. Sie bilden hochsoziale Staaten mit einer Königin und sammeln Pollen, wie die in Europa heimischen Honigbienen auch. Viele der stachellosen Arten sind Angriffen von Räubern allerdings hilflos ausgeliefert. Diese Räuberbienen, ebenfalls stachellos, aber meist etwas größer, haben es komplett aufgegeben, selbst Blüten aufzusuchen.

Stattdessen dringen sie in fremde Nester ein und stehlen Honig und Pollen, selbst Wachs und Brutfutter werden entwendet. 2012 haben Christoph Grüter und seine Kollegen erstmals entdeckt, dass parasitische Räuber bei den Jatai-Bienen (Tetragonisca angustula) kein so leichtes Spiel haben. Der Nesteingang wird von Wächterinnen geschützt, die größer sind als andere Arbeiterinnen des Stocks.

"Nun haben wir bei mehreren von 28 untersuchten Arten festgestellt, dass Stockwächterinnen, die den Eingang verteidigen, grösser sind als andere Arbeiterinnen. Diese Soldatinnen überragen die Pollensammlerinnen in der gleichen Kolonie um 10 bis 30 Prozent", erklärt Grüter mit einem Hinweis darauf, dass größere Wächterinnen bessere Kämpferinnen sind. Größere Wächterinnen fanden die Evolutionsbiologen vor allem bei Arten, die häufig attackiert werden. Der Angriff von Räubern ist, so vermuten die Autoren, die treibende Kraft für die Evolution einer speziellen Kaste unter den Arbeiterinnen und damit für die stärkere Arbeitsteilung in dem Sozialstaat.

"Wir konnten die Räuberbienen als klare Verdächtige ausmachen, die zur Evolution dieser Soldatinnen geführt haben", so Grüter. Analysen zeigten, dass die Ausdifferenzierung der Bienenarbeiterinnen in den letzten 25 Millionen Jahren mindestens fünfmal entstand und mit dem Auftauchen parasitischer Räuberbienen einhergeht.

Damit deckt die Wissenschaftlergruppe aus Mainz und Brasilien noch einen weiteren neuen Befund auf. Bislang wurde angenommen, dass die Arbeitsteilung bei Bienen hauptsächlich auf dem Alter basiert. Junge Tiere sind im Innern des Stocks mit der Reinigung beschäftigt und versorgen die Larven. Mit zunehmendem Alter wandern sie Richtung Nestausgang, um dann von dort aus auf Nahrungssuche zu gehen. Bei den Soldatinnen verhält es sich anders. Sie sind von Geburt an größer als ihre Nestgenossinnen, das heißt die Arbeitsteilung in einem Bienenstock beruht nicht nur auf dem Alter der Tiere, sondern auch auf ihrer Morphologie.

Fotos:
http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/10_zoologie_bienen_soldatinnen_01.jpg
Wächterinnen am Stockeingang der Art Scaptotrigona depilis
Foto/©: Christoph Grüter

http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/10_zoologie_bienen_soldatinnen_02.jpg
Soldatinnen der Art Tetragonisca angustula, die den Eingang zum Stock verteidigen
Foto/©: Christoph Grüter

http://www.uni-mainz.de/bilder_presse/10_zoologie_bienen_soldatinnen_03.jpg
Eine Soldatin der Art Tetragonisca angustula (unten) im Vergleich zu einer Sammlerin des gleichen Stocks; aufgenommen kurz nach dem Schlüpfen, weshalb die Bienen noch ohne Pigmentierung sind.
Foto/©: Christoph Grüter

Veröffentlichung:
Christoph Grüter et al.
Repeated evolution of soldier sub-castes suggests parasitism drives social complexity in stingless bees
Nature Communications, 23. Februar 2017
DOI: 10.1038/s41467-016-0012-y

Weitere Informationen:
Dr. Christoph Grüter
Arbeitsgruppe Verhaltensökologie und soziale Evolution
Institut für Organismische und Molekulare Evolutionsbiologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-27843
Fax +49 6131 39-27850
E-Mail: cgrueter@uni-mainz.de
http://www.bio.uni-mainz.de/zoo/evobio/513_DEU_HTML.php

Weitere Informationen:

http://www.bio.uni-mainz.de/zoo/evobio/

Petra Giegerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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