Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Revolution im Bienenstock: Forscher entdecken Gen, das Bienen zu Sozialparasiten werden lässt

21.01.2019

Eine kleine Veränderung im Erbgut der südafrikanischen Kapbiene macht aus den sozial organisierten Tieren kämpferische Parasiten. Sie sorgt dafür, dass die eigentlich unfruchtbaren Arbeiterbienen damit beginnen, selbst Eier zu legen und andere Völker zu bekämpfen. In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Molecular Biology and Evolution" beschreibt ein internationales Forscherteam unter Leitung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) erstmals die genetischen Grundlagen für dieses seltene Phänomen.

Bienen sind soziale Insekten, die in großen Völkern mit einer ausgeprägten Sozialstruktur zusammen leben. Innerhalb eines Bienenstaats sind die Rollen klar verteilt: Es gibt neben den männlichen Drohnen zahlreiche unfruchtbare weibliche Arbeiterbienen, die sich um die Nestpflege kümmern und die Königin versorgen.


Zu sehen sind mehrere Kapbienen. Die schwarzen Tiere sind Pseudoköniginnen.

Michael Allsopp

Letztere ist als einziges Tier für den Nachwuchs des gesamten Volks zuständig - aus ihren unbefruchteten Eiern entwickeln sich die männlichen Drohnen und aus den befruchteten die weiblichen Bienen.

Neue Königinnen werden erst dann herangezogen, wenn sich das Volk teilt, die bisherige Königin gestorben ist oder sie aus Altersgründen nicht mehr in der Lage ist, für neue Nachkommen zu sorgen.

Anders ist das bei der südafrikanischen Kapbiene. Einige ihrer Arbeiterbienen sind dazu in der Lage, aus unbefruchteten Eizellen weibliche Nachkommen zu zeugen.

Nachdem die Tiere ihr eigenes Volk großgezogen haben, beginnen die falschen Königinnen damit, fremde, aber nahverwandte Bienenvölker anzugreifen und deren Stock letztlich zu übernehmen. Erstmals wurde das Verhalten in den 1990er Jahren von Imkern beobachtet, die versucht hatten, die Kapbiene in einer Region Südafrikas anzusiedeln, in der andere Honigbienen-Unterart lebte.

"Das Phänomen, dass Arbeiterbienen voll entwickelte Eierstöcke haben und ihren eigenen Nachwuchs aus unbefruchteten Eiern produzieren können, kommt hin und wieder vor und wird Parthenogenese, oder auch Jungfernzeugung, genannt", erklärt der Biologe Dr. Eckart Stolle, der die Studie gemeinsam mit Dr. Denise Aumer und Prof. Dr. Robin Moritz am Institut für Biologie der MLU durchgeführt hat.

Anders als bei normalen Honigbienen schlüpfen bei Kapbienen aus den unbefruchteten Eiern aber Weibchen - nicht wie normalerweise Drohnen. Dieses Phänomen ist als Thelytokie bekannt. "Das Syndrom ist zwar ungewöhnlich, ergibt aber evolutionär gesehen Sinn: Wenn eine Königin plötzlich stirbt, ermöglicht dieser Prozess es, das Bienenvolk zu retten", ergänzt Aumer.

Seit mehreren Jahren suchen Wissenschaftler nach den genetischen Grundlagen für die Thelytokie und den Gründen, warum nicht alle Bienen darüber verfügen. Die halleschen Biologen sind diesem Prozess nun auf die Schliche gekommen:

Sie verglichen das Erbgut von Kapbienen, die entweder den parasitären oder den normalen Nachwuchs hervorbringen. So fanden die Wissenschaftler ein spezielles Gen, das für die Entwicklung des parasitären Nachwuchses zuständig ist. Eine winzig kleine Variation im Code dieses Gens sorgt dafür, dass die Thelytokie in Gang gesetzt wird.

Außerdem konnten die Forscher zeigen, dass dieses Merkmal dominant vererbt wird. "Eigentlich müsste das zur Folge haben, dass im Laufe der Zeit immer mehr Bienenvölker darüber verfügen. Das ist aber nicht der Fall. Offenbar ist der zugrundeliegende Mechanismus komplexer", so Stolle weiter.

Die Forscher vermuten, dass das Thelytokie-Gen nur in Kombination mit der normalen Variante funktioniert oder dass eine Dopplung der Gene sogar tödlich für die Tiere sein kann. Bisher ist die Thelytokie nur von einigen Tieren bekannt, darunter mehrere global invasive Ameisenarten. Die Arbeit der halleschen Forscher liefert nun einen weiteren Baustein zum grundlegenden Verständnis dieses Phänomens.

Originalpublikation:

Aumer D. et al. A single SNP turns a social honey bee (Apis mellifera) worker into a selfish parasite. Molecular Biology and Evolution (2019). doi: 10.1093/molbev/msy232/5232789

Tom Leonhardt | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Eintrittspforte für Influenza-Viren entdeckt
21.02.2019 | Universitätsklinikum Freiburg

nachricht Streifen im Genom
21.02.2019 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Diamanten, die besten Freunde der Quantenwissenschaft - Quantenzustand in Diamanten gemessen

Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.

Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...

Im Focus: Wasser ist homogener als gedacht

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...

Im Focus: Licht von der Rolle – hybride OLED ermöglicht innovative funktionale Lichtoberflächen

Bislang wurden OLEDS ausschließlich als neue Beleuchtungstechnologie für den Einsatz in Leuchten und Lampen verwendet. Dabei bietet die organische Technologie viel mehr: Als Lichtoberfläche, die sich mit den unterschiedlichsten Materialien kombinieren lässt, kann sie Funktionalität und Design unzähliger Produkte verändern und revolutionieren. Beispielhaft für die vielen Anwendungsmöglichkeiten präsentiert das Fraunhofer FEP gemeinsam mit der EMDE development of light GmbH im Rahmen des EU-Projektes PI-SCALE auf der Münchner LOPEC (19. bis 21. März 2019), erstmals in Textildesign integrierte hybride OLEDs.

Als Anbieter von Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen auf dem Gebiet der organischen Elektronik setzt sich das Fraunhofer FEP schon lange mit der...

Im Focus: Light from a roll – hybrid OLED creates innovative and functional luminous surfaces

Up to now, OLEDs have been used exclusively as a novel lighting technology for use in luminaires and lamps. However, flexible organic technology can offer much more: as an active lighting surface, it can be combined with a wide variety of materials, not just to modify but to revolutionize the functionality and design of countless existing products. To exemplify this, the Fraunhofer FEP together with the company EMDE development of light GmbH will be presenting hybrid flexible OLEDs integrated into textile designs within the EU-funded project PI-SCALE for the first time at LOPEC (March 19-21, 2019 in Munich, Germany) as examples of some of the many possible applications.

The Fraunhofer FEP, a provider of research and development services in the field of organic electronics, has long been involved in the development of...

Im Focus: Laserverfahren für funktionsintegrierte Composites

Composites vereinen gewinnbringend die Vorteile artungleicher Materialien – und schöpfen damit zum Beispiel Potentiale im Leichtbau aus. Auf der JEC World 2019 im März in Paris präsentieren die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein breites Spektrum an laserbasierten Technologien für die effiziente Herstellung und Bearbeitung von Verbundmaterialien. Einblicke zu Füge- und Trennverfahren sowie zur Oberflächenstrukturierung erhalten Besucher auf dem Gemeinschaftsstand des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau AZL, Halle 5A/D17.

Experten des Fraunhofer ILT erforschen und entwickeln Laserprozesse für das wirtschaftliche Fügen, Schneiden, Abtragen oder Bohren von Verbundmaterialien –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung rund um zuverlässige Verbindungen

20.02.2019 | Veranstaltungen

LastMileLogistics Conference in Frankfurt befasst sich mit Lieferkonzepten für Ballungsräume

19.02.2019 | Veranstaltungen

Bildung digital und multikulturell: Große Fachtagung GEBF findet an der Uni Köln statt

18.02.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Eine vulkanische Riesenparty und ihr frostiger Kater danach

20.02.2019 | Geowissenschaften

Lückenlose Weltkarte der Baumarten-Vielfalt: neues statistisches Modell füllt weiße Flächen

20.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Jacobs University Forscher entdecken neue Klasse von heterogenen Katalysatoren auf Edelmetallbasis

20.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics