Theresa Wilkes/Raphaela Thiel/Julia Heid/Andrea Möller

Bienen als Sprengstoffschnüffler

Grafik zum Versuchsaufbau, bei dem Bienen mit Zuckerwasser und Duft konditioniert werden.
Konditionierungsexperiment von Bienen nach Pawlow (verändert nach Dettner 2003): a,b): Ausgangssituation; c) Konditionierung durch gleichzeitiges Reichen von Zuckerwasser und Duft; d) Verstärkung/Belohnung; e) Positiver Test mit Rüsselrelfex bei Beduftung, Grafik: Sabine Meyer-Marc nach Dettner 2003, verändert

Theresa Wilkes/Raphaela Thiel/Julia Heid/Andrea Möller

Klassisches Konditionierungsexperiment mit der Honigbiene Apis mellifera

Wenn Sprengstoffe explodieren, sind Menschenleben in Gefahr. Auf Sprengstoff konditionierte Hunde helfen bei der Suche nach explosiver Ladung. Auch die Honigbiene kann dabei dienlich sein. Ihr hervorragender Geruchssinn, gepaart mit ihrem natürlichen Rüsselreflexverhalten, sind der Schlüssel für ihre Ausbildung zur „Sprengstoffschnüfflerin. Die Konditionierung der Biene auf Duftstoffe gelingt schon in einem Schulexperiment.

Auf der Suche nach Nektar sucht die Honigbiene mithilfe ihrer geruchssensiblen Antennen Blüten in ihrer Umgebung ab. Berühren die Antennen einen Nektartropfen, kommt es zum Rüsselreflex, bei dem der Rüssel reflektorisch ausgeklappt wird. Die Biene erlernt den Duft der besuchten Blüte und spürt danach weitere Blüten derselben Art auf. So entwickelt sie eine Blütenstetigkeit. Die Biene wird dafür mit Nektar belohnt, sie konditioniert sich also unbewusst selbst (Menzel 1984, Mujagić 2009). Unter Laborbedingungen kann ihr Rüsselreflex für eine klassische Konditionierung nach Pawlow genutzt werden (vgl. Abb. 1 ).
Mithilfe des Konditionierungsexperimentes können weiterführend unter anderem folgende Zusammenhänge demonstriert werden: zeitliche Kontiguität, Lernkurve, experimentelle Extinktion oder Konsolidierung, kurzzeitige und langzeitige Einspeicherung (Menzel 1984).
Sprengstoffschnüffler
Ein britisches Startup stellte 2010 in Zusammenarbeit mit der Antiterroreinheit des Londoner Flughafens den „VASOR 136 vor. Hier sitzen in auswechselbaren Röhrchen Bienen, die auf verschiedene Sprengstoffgerüche, wie zum Beispiel Trinitrotoluol (TNT), positiv konditioniert sind. Die Röhrchen sind mit einer Infrarotdiode ausgestattet und geben ein Signal, sobald sich der Bienenrüssel streckt. In Deutschland wird ein weniger aufwendiges Verfahren entwickelt, bei dem Bienen durch leichte Stromschläge negativ auf Drogen oder Sprengstoffe konditioniert werden. Ihre Laufbewegung bei der Flucht wird durch Bewegungssensoren gemessen. Bei diesem Verfahren entdeckten die Bienen Heroin auch dann noch, wenn es bis zu 97 Prozent gestreckt war. Während die Ausbildung eines Spürhundes circa ein Jahr dauert und teuer ist, können Bienen in weniger als 15 Minuten konditioniert werden. Ihre Haltung ist günstig und sie unterliegen keinen strengen Tierschutzbestimmungen (Höfler 2018).
Biologiedidaktische Bezüge
Ausgehend von der Frage, ob sich Honigbienen als „Sprengstoffschnüffler eignen, führen die Lernenden eine klassische Konditionierung an Honigbienen in einer zweistündigen Unterrichtseinheit durch. Dabei gehen sie hypothesengeleitet entsprechend des Erkenntnisweges vor. Die klassische Konditionierung nach Pawlow und der grundlegende Körperbau von Insekten sollten sie bereits kennen. Um möglichst viele Bienen erfolgreich konditionieren zu können, sollte die Einheit in den besonders aktiven Monaten der Honigbiene (April bis Juli) durchgeführt werden. Der Besitz eigener Bienen oder eine Kooperation mit einer Imkerin oder einem Imker sind hilfreich. Die Bienen sollten möglichst kurz vor der Durchführung der Einheit durch die Lehrperson (nach Anleitung Material 4C , online unter: www.fr-v.de/sprengstoffbienen4C, Erklärvideo unter: https://bee-ed.org/) in ihren Röhrchen befestigt werden. Die notwendigen Materialien sind einfach und günstig in Apotheke und Baumarkt zu erwerben und können wiederverwendet werden. Statt Trinitrotoluol (TNT) wird Vanille als Duftreiz verwendet, ein Reiz, der ebenso wie TNT in natürlicher Umgebung der europäischen Honigbiene nicht vorkommt. Als Kontrollansatz fungieren der reine Luftstrom ohne Duft sowie Rosenduft, auf den die Biene in der Regel bereits durch ihre Sammelflüge konditioniert ist. Sollten Rosen zur Zeit des Experiments noch nicht blühen, muss auf den Duft einer bereits blühenden Pflanze zurückgegriffen werden. Die Experimente...
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 453 / 2020

Honigbienen

Beitrag aus Zeitschrift Unterricht Biologie Unterricht (> 90 Min) Schuljahr 11-13
  • Thema: Physiologie, Zoologie
  • Autor/in: Theresa Wilkes, Raphaela Thiel, Julia Heid, Andrea Möller