Schwebende Wachen schützen vor unbefugtem Eindringen

  • Veröffentlicht am: 18.09.2018
Stachellose Bienen Tetragonisca Angustula am Nesteingang, Foto: Cristiano Menezes/Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo

Die in Brasilien beheimatete Stachellose Biene Tetragonisca angustula – jataí genannt – setzt eine ganz besondere Strategie ein, um ihre Nester vor anderen sozialen Insektenarten zu verteidigen. Die Kolonien dieser Spezies verfügen nicht nur über Wachposten am Nesteingang, sondern haben zusätzliche Wächter, die ständig in der Nähe des Eingangs schweben. Und das funktioniert im Team besonders gut.

Forscher haben im Rahmen einer Studie entdeckt, dass sich schwebende Wächterbienen in der Nähe des Nesteingangs positionieren und dies nicht in einer zufälligen Art und Weise. Die Bienen neigen dazu, auf beiden Seiten des Eingangs zu schweben. Diese Verteilung ermöglicht es ihnen, Eindringlinge schneller zu erkennen und abzufangen, noch bevor sie das Nest erreichen und einen Angriff starten können. Diese Strategie verbessert nach Angaben der Wissenschaftler die Nest-Wachsamkeit.

„Wir haben beobachtet, dass die Wächter dieser Stachellosen Bienenarten ihre Wachsamkeits-Strategie gegen räuberische Bienen und mögliche Räuber koordinieren“, erklärt Studienautorin Denise de Araujo Alves von der Universität São Paulo.

Die Forscher filmten und analysierten das Verhalten von 15 Kolonien der Stachellosen Bienen T. angustula. Die Art wird im Vergleich zu den meisten Stachellosen Bienen als wenig aggressiv eingestuft. Die Wächterbienen sind besonders gegen die Räuberbiene Lestrimelitta limao defensiv. Dabei ist es ihr häufigster natürlicher Feind und die Räuberbiene besitzt sogar das Potenzial, die Nester der Stachellosen Bienen zu zerstören.

Die Wissenschaftler zählten die schwebenden Wachen am Nesteingang und zeichneten für Gruppengrößen von zwei, drei und vier Wächtern die Anzahl der Gruppen links und rechts neben dem Eingang auf. Für jede Gruppengröße (zwei, drei oder vier) wurde die Häufigkeit, mit der Wächter in allen möglichen Anordnungen links oder rechts verteilt wurden, mit der erwarteten zufälligen Verteilung verglichen.
Die Ergebnisse der Analyse zeigten, dass schwebende Wächter signifikant häufiger gleichmäßig auf beiden Seiten des Eingangs verteilt waren.

Mit den Videoaufnahmen quantifizierten die Forscher auch die Körperrotation der Stachellosen als Maß für die individuelle Wachsamkeit. Die Messungen der Körperwinkel der schwebenden Wachen zeigten, dass die koordinierte Wachsamkeit dadurch erhöht wurde, dass die Wachen in gerader Anzahl auf beiden Seiten des Nesteingangs vorhanden waren. Das Sichtfeld jeder zusätzlichen Wache auf der gleichen Seite überlappt sich dann mit den benachbarten Wachen.

Eine Zunahme der Gruppengröße sorgte für eine Abnahme der individuellen Wachsamkeit gemessen am Körperrotationswinkel, aber eine Zunahme der kollektiven Wachsamkeit. Die Forscher folgerten daraus, dass die Abnahme der individuellen Rotation vorteilhaft sein kann, wenn die Rotation die Sehqualität verringert und vermutlich Energie für jede Wache spart.

„Die Vorteile der koordinierten Wachsamkeit in Bezug auf die Gruppengröße sind bisher unbekannt. Obwohl wir Gruppen von ein bis vier schwebenden Wächtern untersucht haben, kann die Zahl 15 erreichen. Wir sagen voraus, dass die Bedeutung der koordinierten Wachsamkeit mit zunehmender Gruppengröße abnimmt. Gründe dafür können sein, dass die zufällige Positionierung vieler Wachen wahrscheinlich alle Richtungen abdeckt, ungefähr 360 Grad“, so Denise Alves.

Im weiteren Studienverlauf simulierten die Wissenschaftler in Experimenten Angriffe räuberischer Bienen auf ein Nest Stachelloser Bienen, das von einer oder zwei Wächterbienen bewacht wurde. Damit wollten sie den Fähigkeiten der schwebenden Wachen nachgehen, einen Eindringling auf dem Weg zum Nesteingang zu finden und abzufangen.
Die Angriffe wurden mithilfe einer künstlichen Biene aus schwarzem Modellierton simuliert, die mit Citral behandelt wurde, einem Hauptbestandteil der Unterkieferdrüsen von L. limao und einem Stoff, von dem man weiß, dass er bei T. angustula Abwehrreaktionen auslöst.

Der Dummy wurde an einem Holzstab an einem Faden senkrecht zum Eingang der Bienenkolonie und direkt vor oder hinter den schwebenden Wachen aufgehängt. Es wurde dann aus einem anfänglichen Abstand von 20 cm mit einer konstanten Rate von 1 cm pro Sekunde zum Eingang bewegt.

Einzelne schwebende Wachen, die mit dem Dummy-Eindringling konfrontiert wurden, haben ihn dreimal häufiger entdeckt und angegriffen, bevor der Dummy den Eingang erreichen konnte, wenn sich der Eindringling von vorne näherte als von hinten. Wurden zwei Wächterbienen mit dem Dummy konfrontiert, eine Wächterbiene auf jeder Seite des Eingangs, haben ihn die Wachen doppelt so oft erkannt.

„Weil die schwebenden Wachen links und rechts des Eingangs positioniert sind, haben sie unterschiedliche Blickwinkel gegenüber der am Eingang stehenden fest positionierten Wächterbiene. Wenn ein Raubtier oder eine kleptoparasitische Biene wie L. limao sich eher von der Seite her nähert als direkt auf den Eingang gerichtet, können sie ihn viel schneller erkennen und abfangen“, erklärt Denise Alves.

Altruistisches Verhalten

Die Ergebnisse der Studie vermitteln ihrer Ansicht nach ein besseres Verständnis davon, wie soziale Insekten die Wachsamkeit gegen Raubtiere und Kleptoparasiten koordinieren.

Die meisten früheren Untersuchungen zum Grad der Wachsamkeit gegenüber Prädatoren bei sozialen Insekten konzentrierten sich auf die Auswirkungen der Gruppengröße, wobei angenommen wurde, dass das Wachsamkeitsniveau mit zunehmender Gruppengröße abnehmen würde, da jedes Mitglied der Gruppe weniger Zeit für Wachsamkeit aufwenden würde. Es wurde weniger darauf geachtet, wie Wachposten und Wächter zueinander in Beziehung stehen und wie sich dies auf die kollektive Wachsamkeit auswirkt.

„Relativ wenig Forschungsarbeit wurde unternommen, um herauszufinden, ob das Niveau der kollektiven Wachsamkeit zunimmt, wenn die Gruppe ihre Wachsamkeitsbemühungen koordiniert, indem sie beispielsweise verschiedene Richtungen überwacht, wie wir in dieser Studie über Stachellose Bienen festgestellt haben“, so Denise Alves.

Die Wachsamkeit bei sozialen Insekten unterscheidet sich von der Wachsamkeit bei den meisten in Gruppen lebenden Wirbeltieren. Im Gegensatz etwa zu Fischen, Vögeln oder Säugetieren, die vor Fressfeinden fliehen können, müssen soziale Insekten ihre Nester schützen, die sich typischerweise an einem festen Standort befinden und reproduktive Individuen, Nachkommen und Lebensmittelvorräte umfassen.

Darüber hinaus ist die Früherkennung von Räubern für soziale Insekten wichtig, da die ersten Räuber, die ankommen, oft die Funktion von Spähern anderer sozialer Insekten übernehmen. Dies Kundschafter können ihrerseits Individuen aus ihrem Volk für einen größeren Angriff rekrutieren.

„Während Individuen in einer Herde oder einem Schwarm möglicherweise nicht miteinander verwandt sind, müssen Wächter in Gruppen sozialer Insekten immer wachsam sein, da ihr Überleben mehr vom Überleben des gesamten Volkes als von ihrer eigenen persönlichen Sicherheit abhängt. Altruismus erleichterte daher wahrscheinlich die Evolution dieser koordinierten Wachsamkeit bei sozialen Insekten, besonders da das Nest ihr genetisches Erbe – Mütter und Geschwister – sowie Lebensmittelvorräte enthält“, erklärt Denise Alves.

Literaturstelle: 

Kyle Shackleton, Denise A Alves, Francis L W Ratnieks; Organization enhances collective vigilance in the hovering guards of Tetragonisca angustula bees, Behavioral Ecology, , ary086, https://doi.org/10.1093/beheco/ary086

Die Studie ist in vollem Umfang frei zugänglich (Open Access).
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