Erkenntnisse zum Verhalten von Honigbienen
Die Honigbiene ist für die Bestäubung von 80 % der Kulturpflanzen in Europa verantwortlich und unsere wichtigste kontrollierte Bestäuberspezies. Leider sind die Honigbienen-Populationen wie auch die vieler anderer Insekten- und Bienenarten rückläufig. Da sich dieser Trend nachteilig auf alles auswirken kann, von der Ernährungssicherheit bis zur Artenvielfalt, ist es wichtig, dass wir so viel wie möglich über die Art lernen. Ein Grund, warum Honigbienen so effiziente Bestäuber sind, lässt sich auf deren Lebensgeschichte zurückführen. „Honigbienen leben in großen Kolonien, wobei jede Kolonie nur ein reproduktives Weibchen hat, die andere Weibchen daran hindert, sich über die sogenannte Königinnensubstanz der Mandibeldrüsen zu reproduzieren“, sagt Elizabeth Duncan, Zoologin an der Universität Leeds. „Infolgedessen stehen der Kolonie 40 000 Arbeiterinnen zur Verfügung, um Nahrung zu sammeln und sich um die Kolonie zu kümmern – was sie zu so effizienten Bestäubern macht.“ Duncan leitete das EU-finanzierte und über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt DRiveR, welches feststellen will, ob das biogene Amin Dopamin das Gehirn und den Eierstock der Honigbiene verbindet, wenn diese der Königinnensubstanz der Mandibeldrüsen ausgesetzt ist. „Wenn wir dies wissen, können wir feststellen, ob Umweltprobleme wie die Aufnahme von Pestiziden diese Signalübertragung stören“, fügt Duncan hinzu. „Und falls ja, ob dies Probleme innerhalb der Kolonie verursacht, die zu einem Bevölkerungsrückgang führen könnten.“
Eine schrittweise Änderung im Verständnis
Die Forschenden fanden schnell heraus, dass die Beziehung zwischen Dopamin, Gehirn, Eierstock und Königinnensubstanz der Mandibeldrüsen unglaublich komplex ist. Beispielsweise wirkt Dopamin im Gehirn durch Anbindung an Dopaminrezeptoren. Laut Duncan werden diese Rezeptoren nicht nur im Eierstock exprimiert, sondern sie reagieren auch auf extreme Weise auf die Königin und deren Pheromon. „Ist die Königin anwesend, so werden die Rezeptoren und auf Dopamin ansprechenden Gene im Eierstock stark exprimiert“, erklärt Duncan. „Sobald jedoch die Königin entfernt wird und noch bevor wir Veränderungen bei den Arbeiterbienen oder deren Eierstöcken feststellen, nimmt sowohl die Expression der Rezeptoren als auch der ansprechenden Gene ab.“ Dieser Befund legt nahe, dass die Dopamin-Signalübertragung eines der ersten Dinge ist, die sich im Eierstock der Honigbiene ändern, was impliziert, dass diese ein Teil der primären Reaktion auf den Verlust der Königin ist. „Wenn wir herausfinden, wie die Biene und insbesondere der Eierstock vom Verlust der Königinnensubstanz der Mandibeldrüsen betroffen sind, dann wissen wir viel über die primäre Reaktion des Eierstocks“, fügt Duncan hinzu. „Dies stellt eine schrittweise Änderung bei unserem Verständnis dazu dar, wie der Eierstock auf die Königinnensubstanz der Mandibeldrüsen reagiert und welche Rolle das Dopamin in diesem Prozess spielt.“
Herausforderungen meistern
Das DRiveR-Projekt sah sich von Anfang an mit mehreren unerwarteten Herausforderungen konfrontiert. Trotz schlechten Wetters, der COVID-19-Pandemie und Problemen mit der Technik gelang es den Forschenden, neue Erkenntnisse über das Verhalten von Bienen sowie den Auswirkungen von Pestiziden auf dieses Verhalten zu gewinnen. „Diese Arbeit war nur mit der Unterstützung meines unglaublichen Teams möglich, dem zwei Postdoktoranden und drei Doktoranden mit unterschiedlichen Kapazitäten angehörten“, schließt Duncan. „Die Schwierigkeiten, mit denen wir als Team konfrontiert waren, bedeuteten, dass wir kreativ und flexibel sein und über den Tellerrand hinaus denken mussten. All dies sind wertvolle Fähigkeiten für jeden Forschenden und haben dieses Projekt letztendlich noch stärker gemacht.“ Duncan erforscht derzeit, wie die Dopaminrezeptorexpression im Eierstock der Honigbiene reguliert wird und wie Pestizide auf dieses System wirken.
Schlüsselbegriffe
DRiveR, Honigbiene, Bestäuber, Königinnensubstanz der Mandibeldrüsen