Roland Biernacki/Thomas Heyne

Nie zu heiß im Bienenstock

Bienen, die vor dem Eingang des Bienenstocks mit den Flügeln einen Luftstrom erzeugen.
Bienen schlagen vor dem Stockeingang mit den Flügeln und erzeugen im Stock einen Luftstrom., Foto: © Klaus Nowottnick/stock.adobe.com

Roland Biernacki/Thomas Heyne

Wissenschaftliche Daten mithilfe eines Modellexperiments verstehen

Die Verhaltensweisen des Biens ist wichtiger Gegenstand der aktuellen fachwissenschaftlichen Forschung. Hierbei werden viele Daten, wie zum Beispiel Temperaturwerte, aufgezeichnet. Solche Forschungsdaten können auch im Mittelstufenunterricht gewinn-bringend eingesetzt werden.

Durch Bürgerinitiativen mit medialer Aufmerksamkeit ist der Schutz der Honigbiene aktuell im öffentlichen Fokus. Die Honigbiene steht dabei als pars pro toto für den Schutz intakter Ökosysteme. Etwas weiter weg von der öffentlichen Aufmerksamkeit, aber nicht minder wichtig, spielt die Honigbiene eine wichtige Rolle in der biologischen Forschung. Hierbei steht heute nicht mehr nur das einzelne Bienenwesen im Zentrum wissenschaftlichen Interesses, sondern der Bienenstaat als Organisationseinheit. Er wird Superorganismus bezeichnet und wissenschaftlich untersucht. Diesem Bien gelingen außergewöhnliche Gruppenleistungen, beispielsweise in Sachen Versorgung, Energiehaushalt und Reproduktion eine Koordinationsleistung von bis zu 400.000 Individuen. Ablauf und Steuerung geben noch viele Rätsel auf und sind Gegenstand der Forschung (Camazine/Deneu-bourg/Franks/Sneyd/Theraulaz/ Bonabeau 2001). Eine dieser Fragen: Wie gelingt es, die Brutnesttemperatur in dem sehr engen Temperaturbereich von 35 °C (+/ 1 °C) zu halten. Sicher ist: Der Bien verfügt über ein ausgeklügeltes Temperaturmanagement (siehe Basisartikel). Das ist auch notwendig, da die Entwicklung der Bienenlarven stark temperaturabhängig ist. Die grundsätzlichen Abläufe sind bekannt. Bei durchschnittlichen Außentemperaturen sind einige Stockbienen als Heizerbienen aktiv, die durch Kontraktion der Thorakalmuskeln ihre Thoraxtemperatur auf bis zu 40 °C steigern und so die Brutnesttemperatur aufrecht-erhalten (vgl. Basisartikel). Aus diesem Grund zählen Bienen zu den fakultativ homoiothermen endothermen Lebewesen. Bei starker Sommerhitze stellen die Heizerbienen ihre Arbeit ein. Droht der Stock dennoch zu überhitzen, hat der Bien verschiedene Strategien. Zunächst rücken ab etwa 30 °C die Bienen auf den Waben auseinander und bilden bei noch höheren Temperaturen am Flugloch einen „Bienenbart. Dadurch wird die Anzahl der Bienen im Stock reduziert, was zur Kühlung beiträgt. Ab etwa 32 °C tragen einzelne Bienen Wasser in den Stock und verteilen es auf den Waben (Lindauer 1954). Das verdunstende Wasser entzieht der Umgebung Wärme. Diese Verdunstungskühlung kommt zum Erliegen sobald die Stockluft mit Wasserdampf gesättigt ist. Dies wird verhindert, indem viele sogenannte Ventilatorbienen Ketten vom Brutnest bis zum Flugloch bilden und sich auf dem Flugbrett in einer geometrischen Formation anordnen. Alle Ventilatorbienen schlagen dann koordiniert mit den Flügeln, wodurch sie die Luft nach draußen transportieren (Tautz 2015). Physikalisch betrachtet handelt es sich dabei um eine erzwungene Konvektion. Insgesamt sind dadurch Kühlleistungen von bis zu 20 °C möglich (Lindauer 1954). Durch den Einsatz moderne Messsensorik konnten in den letzten Jahren viele neue Daten auch in Bezug auf die Thermoregulation gewonnen werden (Tautz 2015). Welche weiterführenden Erkenntnisse in diesen stecken, ist Gegenstand aktueller Forschung. Eines ist sicher: Es bleibt spannend.
Von der Forschung in die Schule
Als an der Universität Würzburg der Bienenforscher Jürgen Tautz die von seinem Team erhobenen Forschungsdaten im Rahmen des HOBOS Projektes der Öffentlichkeit zur Verfügung stellte, war die Verwendung im schulischen Kontext immer eine tragende Idee des Projekts (Gerstner/Heyne/Renninger 2012). Die biologische Fachwissenschaft ist heute in vielen Bereichen vor allem eines: Datenanalyse. Möchte der Biologieunterricht dieses Verständnis von Biologie abbilden, ist der Zugang zu originalen Forschungsdaten im Sinne einer wissenschaftspropädeutischen Ausrichtung zielführend. Datenbanken...
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 453 / 2020

Honigbienen

Beitrag aus Zeitschrift Unterricht Biologie Unterricht (45-90 Min) Schuljahr 7-9