Uwe Bertsch/Jens Appel

Der Vorteil der Vielmännerei

Eine Bienenkönigin mit vielen Arbeiterinnen auf Waben.
Die Königin (hier: markiert mit „39“) ist die einzige weibliche fortpflanzungsfähige Biene eines Volkes., Foto: © ikonoklast_hh/stock.adobe.com

Uwe Bertsch/Jens Appel

Bioinformatik für evolutive und populationsbiologische Zusammenhänge nutzen

Das globale Bienen- und Insektensterben hat in den letzten Jahren das Interesse der breiten Öffentlichkeit geweckt. Noch sind die Ursachen dafür nicht vollständig geklärt. Für das Absterben der von Imkern gehaltenen Bienenvölker wird auch ein Beitrag der menschlichen Zuchtwahl diskutiert. Welche Rolle spielt die genetische Vielfalt und die Vielmännerei der Bienenkönigin für das Bienenvolk und seine daraus resultierende Fitness?

Für alle Organismen gilt, dass die genetischen Unterschiede zwischen den Einzelindividuen einer Population eine große Rolle für die Gesundheit der Gesamtpopulation spielen. Je größer die genetische Variabilität einer Population ist, desto besser ist sie im Allgemeinen gegen Krankheiten geschützt. Durchbricht ein Krankheitserreger, wie ein Virus oder ein Bakterium, in einer genetisch einheitlichen Monokultur einmal die Immunabwehr bei einem einzelnen Individuum, kann er sich oft rasch in der gesamten Population ausbreiten und eine Epidemie auslösen. Besteht eine Population hingegen aus genetisch sehr unterschiedlichen Individuen, so hemmt oder verhindert dies die Verbreitung des Erregers, weil nicht alle Individuen gleich empfindlich, sondern zum Teil völlig resistent gegen diesen sein können. Der Erreger kann dann allgegenwärtig sein, jedoch nie eine Epidemie oder ein Massensterben verursachen.
Genetische Vielfalt bei den Völkern der Honigbiene
Dieses Prinzip gilt insbesondere auch für Völker der Honigbienen, in denen ähnliche Individuen in einer hohen Dichte zusammenleben. Ein typischer Krankheitserreger der Westlichen Honigbienen (Apis mellifera), dem insbesondere Völker mit einer geringen genetischen Variabilität zum Opfer fallen (Seeley/Tarpy 2007), ist der Erreger der Amerikanischen Faulbrut (AFB). Die genetische Variabilität innerhalb eines Volkes ist entscheidend, wenn es um die Resilienz gegen Infektionen geht. Wie verschiedene Untersuchungen gezeigt haben, ist es vorteilhaft, wenn eine Bienenkönigin (Abb. 1 ) auf ihrem Hochzeitsflug von einer großen Zahl genetisch unterschiedlicher Drohnen begattet wird. Dadurch gibt es im Volk dieser Königin viele Gruppen von Larven und Arbeiterinnen mit unterschiedlichen Vätern. Je unterschiedlicher diese Gruppen sind und je mehr es davon gibt, umso schwerer ist es für einen Krankheitserreger, das ganze Volk zu befallen. Ein weiterer Aspekt dieser Vielfalt ist, dass genetisch unterschiedliche Arbeiterinnen auch unterschiedliche Vorlieben für die verschiedenen Arbeiten in einem Volk haben. Dies hat eine bessere Rundumversorgung des Bienenvolkes zur Folge.
Für die Geschlechtsbestimmung bei Bienen ist das csd-Gen ausschlaggebend. Nur die Bienenlarven entwickeln sich zu Arbeiterinnen oder Königinnen, die zwei verschiedene Varianten (Allele) dieses Gens besitzen. Sie gehen aus befruchteten Eiern hervor, die bezüglich ihrer csd-Allele heterozygot sind. Diese csd-Allele haben sie von Mutter und Vater, also Königin und Drohn, erhalten. Nur diese Eier entwickeln sich zu weiblichen Bienen weiter. Die allermeisten weiblichen Larven werden zu nicht-fortpflanzungsfähigen Arbeiterinnen. Lediglich die wenigen Larven, die ausschließlich mit Gelée Royale gefüttert wurden, entwickeln sich zu fortpflanzungsfähigen Königinnen weiter.
Wird von der Königin ein unbefruchtetes Ei mit nur einem csd-Allel in eine Brutzellen gelegt, so entwickelt sich aus diesem ein normaler männlicher Drohn. Aus einem befruchteten Ei mit zwei gleichen csd-Allelen entsteht hingegen ein zeugungsunfähiger, männlicher Drohn. Diese zeugungsunfähigen, diploiden Drohnen werden von den Arbeiterinnen schon im Larvenstadium erkannt und aufgefressen (Woyke 1963). In manchen Völkern kann man dies als Lückenbrut erkennen, leere Brutzellen zwischen sonst besetzten Brutwaben.
Selektionsdruck hin zur Variabilität
In einer Studie mit Bienenvölkern von Züchtern und Imkern in...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 453 / 2020

Honigbienen

Friedrich+ Kennzeichnung Unterricht (45-90 Min) Schuljahr 11-13