Bessere Bestäubung nach Koffein
Koffein erhöht die Konzentrationsfähigkeit, bei Mensch und Hummel gleichermaßen. Foto: Nick Morrison/Unsplash
Bevor Hummeln ihr Nest verlassen, um zur Nahrungssuche aufzubrechen, nehmen sie eine Mischung aus Koffein, Zucker und Blütenaromen zu sich. Das kommt vielen Menschen ziemlich bekannt vor: Ein Schluck Kaffee vor dem Verlassen der Wohnung.
Für bessere Bestäubungsleistungen werden nicht nur Honigbienen, sondern vor allem kommerzielle Hummelvölker in der Landwirtschaft eingesetzt. Die „gemanagten“ Brummer sollen den Mangel an Wildbienen ausgleichen. Die speziell zugekauften Hummelvölker fliegen jedoch nicht immer die gewünschten Zielpflanzen an, sondern suchen sich gerne auch Wildblumen in der Umgebung.
Daten aus früheren Studien haben gezeigt, dass Honigbienen, die Koffein mit der Nahrung zu sich nahmen, über ein besseres Erinnerungsvermögen lohnender Nektarquellen verfügen.
In dieser Studie wollte ein Team von Wissenschaftlern daher herausfinden, ob Bienen instruiert werden können, bestimmten Gerüchen zu folgen. Unerfahrene Dunkle Erdhummeln Bombus terrestris audax sollten eine bestimmte neue Nahrungsquelle aufsuchen, nachdem sie vor dem Verlassen des Nestes mit einem Koffein-Cocktail trainiert worden waren und der Blütengeruch der Zielblume durch das Nest geströmt war.
Vor jedem neuen Versuch erhielten die Hummeln eine speziell zusammengesetzte Nahrung aus Koffein, Zucker und dem spezifischen Geruch der Zielblume, die die Hummeln finden sollten, bevor die Tiere in die künstliche Arena aufbrechen durften, wo künstliche Blumen auf sie warteten.
Die eine Hälfte der künstlichen Blüten wiesen den Zielgeruch auf – eine Nachbildung des Duftes von Erdbeerblüten – und die andere Hälfte einen anderen gewöhnlichen Geruch, Linalool, der in Erdbeerblüten nicht vorkommt.
„In unserem Laborexperiment“, erklärt Dr. Sarah Arnold von der Universität Greenwich, „haben wir festgestellt, dass die Bienen, die wir mit der Koffein-/Zucker-/Geruchs-Behandlung trainiert hatten, viel mehr an den Zielblüten mit dem Erdbeergeruch interessiert waren als an den Ablenkerblüten.“
Der Einsatz der neuen Koffein-Geruchs-Trainings-Methode könnte bei Nutzpflanzen die Fruchterträge steigern, da sich die Hummeln mehr auf den Besuch und die Bestäubung der Nutzpflanzen konzentrieren. Es könnte auch die Konkurrenz mit Wildbienen um Wildblumen verringern, da die verwalteten Hummeln stärker an den Zielkulturen gehalten würden. Blühende Erdbeerpflanzen, die auf einer landwirtschaftlichen Fläche angebaut werden, können dann automatisch von mehr Bienen besucht werden, da die Hummeln, wenn sie das Nest verlassen, besonders vorbereitet und quasi eingeteilt werden, um bestimmte Blumen zu finden.
„Wir können helfen, dieses Verhalten zu lenken und ihre Leistung im Feld zu verbessern“, erklärt Sarah Arnold, „indem wir sie im Nest ein wenig vorbereiten oder trainieren. Dies kann Auswirkungen auf die Landwirtschaft haben und gibt uns Einblicke in die Denk- und Lernweise von Bienen, sodass wir ein wenig darüber erfahren, wie Koffein in ihren Gehirnen funktioniert.“
Vorausgegangene Versuche anderer Forscherteams zeigten, dass Bienen sich von Koffein im Blütennektar quasi magisch angezogen fühlen. Blüten können so Bienen anlocken; Nutzpflanzen müssten dafür entsprechend gezüchtet werden, um eine bessere Bestäubungsleistung erzielen zu können. Die aktuelle Studie zeigt einen Weg, wie Bienen stattdessen mithilfe von Koffein speziell trainiert werden, was deutlich einfacher sein sollte.
„Es ist wie eine Person, die Kaffee trinkt, während sie für eine Prüfung lernt. Wir wissen im Allgemeinen, wie Kaffee uns hilft, uns zu konzentrieren und fokussiert zu bleiben, uns an komplexe Informationen besser zu erinnern und wo unsere Grenzen liegen. Wir haben gezeigt, dass Koffein die Begeisterung und Aktivität der Bienen generell steigert und die Gedächtnisbildung stärkt. Die Bienen, die Koffein zu sich nahmen, zeigten mehr Interesse an den Zielgeruchsblumen als diejenigen, die dies nicht taten“, so Sarah Arnold. „Es zeigt faszinierenderweise, dass es in der Neurobiologie Gemeinsamkeiten zwischen uns und Bienen gibt. Bienen haben ein Gehirn von der Größe eines Grassamens und eine im Vergleich zu uns sehr kurze Lebensdauer, können aber dennoch komplexe Aufgaben bewältigen.“
Das Team der Wissenschaftler hofft, mit seiner Methode künftig Landwirten, die kommerzielle Hummelvölker zur Bestäubung bestimmter Nutzpflanzen erwerben, ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis bieten zu können. Die Verwendung der Koffein-Trainingsmethode würde bedeuten, dass kommerzielle Hummeln „erntefertig“ geliefert werden können und die Zielkultur mit größerer Wahrscheinlichkeit bestäuben, ohne mit Wildbienen um den Nektar von Wildblumen zu konkurrieren.
Erste Feldversuche mit kommerziellen Hummelkolonien und echten Erdbeeren wurden bereits durchgeführt, was darauf hindeutet, dass es die Methode auch auf dem Feld funktionieren kann.
Sarah E.J. Arnold, Jan-Hendrik Dudenhöffer, Michelle T. Fountain, Katie L. James, David R. Hall, Dudley I. Farman, Felix L. Wäckers, Philip C. Stevenson. Bumble bees show an induced preference for flowers when primed with caffeinated nectar and a target floral odor. Current Biology, 2021; DOI: 10.1016/j.cub.2021.06.068