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05. November 2012, 09:15 Uhr

Tierische Navigation

Flotte Biene zum Mittanzen gesucht

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Kann eine Maschine die Sprache der Bienen sprechen? Forscher aus Berlin wollen den Tanz der Insekten mit einem Roboter entschlüsseln - und die Tiere zu Futterquellen lotsen. Einige Bienen tanzen mit, doch welche Informationen nehmen sie tatsächlich auf?

Viel ist nicht mehr los, in Tim Landgrafs Bienenstock. Ziemlich träge bewegen sich die Bewohner, denen man durch eine Plexiglasscheibe bei der Arbeit zusehen kann. Der Winter ist nah, kaum ein Tier fliegt mehr durch die Plastikröhre nach draußen. "Wenn ich die nicht mit einem anderen Stock vereinige, sterben die alle", sagt der Informatiker an der Freien Universität Berlin. Das sollte nicht passieren - schon allein weil die Insekten, wenn man das so sagen darf, das wichtigste Arbeitsgerät für Landgraf und seine Kollegen sind.

In Berlins Südwesten hat sich ein Team aus Biologen und Informatikern zusammengetan, um das Geheimnis des Bienentanzes zu entschlüsseln. Dabei soll den Wissenschaftlern eine künstliche Biene helfen, die "RoboBee". Wer allerdings ein fliegendes Kunstinsekt erwartet, wie es das US-Militär entwickeln lässt, der wird spätestens dann enttäuscht, wenn Landgraf beginnt, seine Arbeit etwas näher zu erklären.

Die Roboterbiene fliegt nämlich nicht; sie ist an der Vorderseite eines dünnen Stabes befestigt - und der wiederum wird bewegt von einer beeindruckend großen Apparatur. Ihr Herzstück ist ein bei eBay gekaufter Plotter, also ein Gerät, das in seinem früheren Leben einmal großformatige Zeichnungen angefertigt hat.

Filigran ist die Robo-Biene also nicht - aber trickreich: Mit Geräuschen, Vibrationen, Wärme und Duftstoffen, alles lässt sich einzeln zuschalten, erzeugt sie im Bienenstock die Illusion eines tanzenden Insektes. Sogar eine Futterprobe, ein paar Tröpfchen Zuckerlösung, kann sie auf Wunsch anbieten.

Bienenforschung mit Nobelpreis geadelt

Der Bienentanz ist faszinierend - und noch immer ziemlich unverstanden. Es gibt zwei Lager von Wissenschaftlern: Für die eine, größere Gruppe ist die Bewegung eine hochkomplexe Form der Informationsübertragung - und zumindest im Reich der Insekten unübertroffen. Pionier dieser Forschung ist der Verhaltensbiologe Karl von Frisch, der im Jahr 1973 dafür sogar den Medizin-Nobelpreis bekam. Seine Experimente gehen auf die vierziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts zurück - und haben inzwischen längst den Weg in jedes Schulbuch geschafft: Der Tanz codiert demnach präzise Richtung und Entfernung einer Futterquelle.

Für die zweite, deutlich kleinere Gruppe von Wissenschaftlern ist das, etwas vereinfacht ausgedrückt, zwar eine faszinierende Vorstellung - doch eine, die sich nicht mit der Realität deckt. Unter anderem Adrian Wenner von der University of California in Santa Barbara lag jahrzehntelang mit Frisch und seinen Anhängern im Clinch. Aus Faszination für den Tanz der Bienen hätten Generationen von Forschern viel zu viel in das Gewusel hineininterpretiert, so die Kritik.

Tatsächlich transportiere der vermeintlich so komplexe Tanz in Zeiten knappen Futters kaum mehr als Hinweise à la: "Leute, schwärmt mal aus! Irgendwo gibt es irgendwas zu mampfen." Für die Futtersuche sei vor allem der Geruchssinn wichtig. Und mittlerweile ist zumindest klar, dass Bienen keine absoluten Entfernungen messen können: Die Tiere orientieren sich an den Sinneseindrücken während des Fluges - und die lassen sich manipulieren.

"Wir wissen, dass im Bienentanz alles Mögliche passiert"

Entschieden ist der Streit noch nicht, wie viel Information im Tanz der Biene tatsächlich steckt - und wie viel wir als Menschen hineinphantasiert haben. Doch klar ist: Das Berliner Experiment hat selbstverständlich nur dann Sinn, wenn man an das Prinzip des Schwänzeltanzes glaubt. Und das tun Tim Landgraf und seine Kollegen - zumindest bis zu einem gewissen Grad: "Wir wissen, dass im Bienentanz alles Mögliche passiert. Was davon wirklich Sinn trägt, was essentiell ist, das muss man rausbekommen." Genau dafür habe man ja den Roboter gebaut.

Um die Maschine mit den nötigen Informationen zu füttern, beobachteten die Forscher zahllose Tänze echter Bienen. Mit Computerprogrammen werteten sie Kamerabilder aus dem Bienenstock aus. So konnten sie die Bewegungsmuster typischer Tänze analysieren und ihr Kunstinsekt entsprechend programmieren. Im Fachmagazin "PLoS One" berichteten Landgraf und seine Kollegen im vergangenen Jahr über ihren Erfolg: Es war ihnen gelungen, die natürliche Bewegung in formale Anweisungen zu zerlegen und ihren Roboter entsprechend zu programmieren - nicht mehr, aber auch nicht weniger.

Inzwischen sehen sich die Forscher einen entscheidenden Schritt weiter: Bienen im Stock hätten den Roboter so überzeugend gefunden, dass sie seinen Bewegungen gefolgt seien. Ein entsprechender Fachartikel sei nach wochenlangen Freilandversuchen in diesem Sommer gerade in Vorbereitung.

Geschultes Auge ist nötig

Auf dem Computer in seinem kargen Büro zeigt Tim Landgraf Filme, auf denen das Phänomen zu sehen ist. Tatsächlich braucht man ein ziemlich geschultes Auge, um die Tänzerinnen im Gewusel des Bienenstocks auch zu erkennen. Das Phänomen ließe sich allerdings mit Daten von mehr als 400 Tänzen belegen, sagt der Forscher.

Wenn die Gutachter der Fachzeitschriften das ähnlich sehen, wäre den Berlinern etwas geglückt, woran ein bekanntes Vorläufer-Experiment vor mehr als 20 Jahren scheiterte. Damals hatte der dänische Physiker Axel Michelsen nämlich schon einmal einen Bienenroboter gebaut. Der konnte die Tiere allerdings nicht zum Mittanzen bringen - und doch behauptete Michelsen, seine Maschine habe die Bienen zu einer bestimmten Futterstelle gelockt. Um die Daten gab es erbitterten Streit, Michelsens Experiment gilt vielen mittlerweile als diskreditiert.

Die Berliner wollen es nun besser gemacht haben. "Die Videos auf der Webseite der Wissenschaftler zeigen, dass die Reaktionen der Bienen auf den tanzenden Roboter eher ambivalent sind", sagt allerdings Bienenforscher Lars Chittka von der Queen Mary University of London. Zwar würden einige Tiere dem Roboter in ähnlicher Weise folgen, wie sie es bei einer tanzenden Biene täten - "aber ob sie den Tanz auch 'verstehen', bleibt noch zu zeigen", so Chittka.

Er spricht von "Kinderkrankheiten" in der Kommunikation zwischen Roboter und Bienen. Die seien aber auch nicht überraschend - bedenke man zum Beispiel, dass echte Tänzerinnen im Gegensatz zum Roboter die Wabe auch mit ihren Beinen zum Schwingen bringen. Der Insektenforscher Christoph Grüter von der Universität im brasilianischen São Paulo nennt das Video der Berliner dagegen "sehr interessant". Das Verhalten der nachtanzenden Bienen sehe "sehr natürlich" aus. Grundsätzlich sei das Berliner Projekt "extrem spannend" - und habe durchaus "das Potential die 'Tanzsprache' zu entschlüsseln".

Transponder auf den Kopf geklebt

Doch bis dahin ist es wohl noch ein weiter Weg. Denn selbst wenn der Fachartikel zu den roboteranimierten Nachtänzerinnen irgendwann veröffentlicht ist, fehlt noch immer ein entscheidendes Puzzle-Stück: Ob der Tanz der Maschine die echten Bienen tatsächlich zu einer bestimmten Futterquelle locken kann, auf diese Frage fehlt noch immer eine befriedigende Antwort.

Landgraf und seine Kollegen wollen Hinweise darauf gefunden haben. Die Forscher hatten Bienen abgefangen, die sie zuvor beim Nachtanzen beobachtet hatten. Sobald sie sich dann auf den Weg aus dem Stock machten, verpassten sie den Insekten winzige Transponder. Mit deren Hilfe ließ sich der Flug der Tiere dann per Radar verfolgen. "Nur so können wir überprüfen, ob tatsächlich Informationen vom Roboter übertragen wurden", sagt Landgraf.

Doch die Daten von nur einem halben Dutzend Flügen dürften Skeptiker kaum überzeugen. "Wir haben zu wenig Daten, um das in die Welt hinauszuschreien", gesteht Tim Landgraf ein. Vielleicht, wenn sich Geld findet, geht es deswegen im kommenden Sommer wieder ins Freiland. Wenn es wärmer ist. Und die Bienen wieder Lust haben zu fliegen.

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