Bienenerbgut: Flexible Gene ebnen den Weg zur Blütenwiese

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Wie Chamäleons ihre Farbe der Umwelt anpassen, verändern Bienen die Aktivität ihrer Gene innerhalb kürzester Zeit - je nachdem, wo sich die nächste Futterquelle befindet. So können sie saftige Blumenwiesen wiederfinden - und sogar noch Kolleginnen auf den richtigen Weg schicken.

Längs- oder Querstreifen: Bienen lesen aus ihrer Umgebung, wie weit sie geflogen sind. Zur Großansicht
BEEgroup Biozentrum Universität Würzburg

Längs- oder Querstreifen: Bienen lesen aus ihrer Umgebung, wie weit sie geflogen sind.

Ein Wackeln mit dem Hinterteil, ein Kreisen mit der Taille, ein kleines Zucken mit dem Schwanz - Bienen verraten ihren Kolleginnen anhand einer ausgefeilten Tanzsprache, wo sie saftige Blumenwiesen finden können. Dabei bekommen die Insekten Unterstützung von ihren Genen, wie Forscher um den Insektenkundler und Genetiker Gene Robinson von der University of Illinois herausgefunden haben. Demnach verändert sich die Aktivität der Gene im Bienengehirn je nachdem, ob die Tiere eine weite Strecke zu ihrer Futterquelle zurücklegen müssen oder den Nektar quasi vor der Haustür finden.

Die Ergebnisse sind eine kleine Sensation: Bisher war schon viel über die molekulare Maschinerie der Bienen bekannt, 2003 entschlüsselte ein Forscherteam das komplette Genom der Honigbiene. Auch hatten bereits viele Wissenschaftler die komplexen sozialen Verhaltensweisen der Tiere untersucht, ihre Tänze beobachtet und das Zusammenleben dokumentiert. "Bis vor kurzem war es jedoch noch nicht denkbar, beide Gebiete zusammenzubringen", sagt Jürgen Tautz, Bienenexperte von der Universität Würzburg im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Das ist den Forschern nun gelungen.

Ausgetrickste Bienen

Um Entfernungen abschätzen zu können, orientieren sich Bienen an der Umgebung. Nur anhand der optischen Reize vermessen sie die Felder, Wiesen und Hügel. Dieses Wissen nutzten die Forscher, um die Bienen auszutricksen: Bei ihren Versuchen ließen sie die Insekten immer wieder durch einen Tunnel fliegen, an dessen Ende sich als Belohnung ein Schälchen mit Zuckerwasser befand. Dabei projizierten sie entweder Längsstreifen an die Tunnelwand, so dass sich das vorbeiziehende Bild nie veränderte. Von der monotonen Umgebung getäuscht, dachten die Bienen, nur eine kurze Strecke geflogen zu sein und überbrachten entsprechende Informationen in ihren Tänzen.

Ein andermal projizierten die Forscher statt den Längsstreifen Querstreifen an die Tunnelwand, so dass das Bild im Auge der Insekten ständig sprang - und ließen sie dadurch annehmen, eine wesentlich weiteren Weg geflogen zu sein. "Dann gehen die Bienen am Ende des Tunnels davon aus, statt 6 Metern 200 Meter zurückgelegt zu haben", sagt Tautz, der das Experiment vor 10 Jahren mit entwickelt hat.

Den Versuch machten sich die Wissenschaftler nun zunutze, um Reaktionen des Erbguts auf verschiedenen Futterorte aufzudecken. Erst täuschten sie den Bienen eine kurze oder lange Futtersuche vor, anschließend untersuchten sie die Aktivität der Insektengene - und stießen tatsächlich auf Reaktionen.

Gingen die Insekten davon aus, nur eine kurze Strecke geflogen zu sein, unterschied sich die Aktivität ihres Erbguts in Feinheiten von den Insekten, die in ihrer Wahrnehmung weite Strecken zurück gelegt hatten: Bei 29 Genen konnten die Forscher Unterschiede entdecken, manche der Erbgutschnipsel wurden stärker umgesetzt, andere weniger intensiv abgelesen, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt "Genes, Brain and Behavior". Die winzigen Abweichungen in den molekularen Abläufen sind es wahrscheinlich, durch die sich Bienen den Weg zu saftigen Wiesen einprägen können, die sie ihre Wegweisertänze tanzen lassen.

Überraschend ist vor allem die Geschwindigkeit, mit der sich die Aktivität der Gene veränderte: Spätestens eine halbe Stunde nach den vorgegaukelten Kurz- und Langstreckenflügen hatte sich die Arbeit der Gene umgestellt. "Die Vorstellung, dass Gene für rasche Verhaltensanpassungen zu langsam arbeiten, ist überholt", sagt Tautz. "Das Ganze ist nur eine Sache von Minuten." Weitere Studien müssen nun klären, welchen Einfluss die veränderten Gene tatsächlich auf das Verhalten der Insekten haben. Dann werden die Wissenschaftler noch mehr erfahren - über das Zusammenspiel zwischen der molekularen Maschinerie und dem Verhalten der Honigbienen.

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