Das Arbeitsleben einer Honigbiene bietet kaum Überraschungen: Nach einem festen Muster durchläuft sie die Stationen ihres Lebens. In jungen Tagen arbeitet sie als Bruthelferin und kümmert sich um die Larven. Nach etwa drei Wochen wechselt sie zum Außendienst: Sie verlässt das Nest und geht als Sammelbiene auf Nektar und Pollensuche. Solange eine Biene als Brutpflegerin arbeitet, bleibt sie jung und geistig fit. Sobald sie jedoch als Sammlerin auf Nahrungssuche geht, beginnt ihre biologische Uhr zu ticken:
"Wenn Bienen altern, zeigen sie viele Symptome, die wir von alten Menschen kennen: Sie bekommen zwar keine Falten, doch sie bewegen sich langsamer, werden häufiger krank und ihr Kurzzeitgedächtnis lässt nach. Im Gegensatz zu uns können Bienen den Alterungsprozess aber wieder umkehren. Sie können wieder die ursprünglichen Leistungen bringen, wenn wir ihnen andere Aufgaben im Nest geben."
Gro Amdam von der Arizona State University. Um den Alterungsprozess bei den Sammlerinnen rückgängig zu machen, brachten die Forscher die Tiere wieder an ihren alten Arbeitsplatz zurück. Sie entfernten alle Brutpflegerinnen aus dem Nest und ließen die Sammlerinnen wieder als Ammen arbeiten.
"Sobald die Tiere wieder ihre ursprüngliche Arbeit übernahmen und als Bruthelferinnen arbeiteten, verschwanden die Alterserscheinungen plötzlich wieder. Besonders spannend war es für uns zu beobachten, dass sich die Lernfähigkeit der Tiere wieder deutlich verbesserte."
Gro Amdam und ihre Kollegen haben beobachtet, dass Bienen eine Art molekularen Schalter besitzen, mit dem sie den Alterungsprozess steuern können. Werden ältere Arbeiterinnen im Stock wieder als Bruthelferinnen gebraucht, erhöht sich bei ihnen die Konzentration des Proteins Vitellogenin. Arbeiteten die Tiere weiterhin als Sammlerin, nahm die Konzentration dieses Eiweiß dagegen ab. Dieses Protein verändert aber nicht nur die biologische Uhr der Bienen. Es beeinflusst auch ihren Appetit.
"Wir sehen, dass junge Tiere mit einem hohen Vitellogenin-Spiegel vor allem Pollen, also Proteine, zu sich nehmen. Ist die Konzentration des Vitellogenins gering, sammeln die Bienen vor allem Nektar, also Kohlenhydrate. Der Grund für diese Vorliebe ist noch unklar, doch wir wissen inzwischen, dass sie über die Fett- und Leberzellen der Bienen gesteuert wird. Wenn wir diese Zellen beeinflussen, können wir die Bienen dazu bringen, mehr Pollen zu sammeln und länger zu leben. Der Alterungsprozess wird also auch über den Appetit gesteuert. Das ist ein sehr interessanter Zusammenhang, den wir nun genauer erforschen wollen."
Auch im Gehirn der Bienen entdeckten die Forscher Unterschiede zwischen alten und jungen Bienen. Bei den ehemaligen Sammlerinnen, die wieder als Brutpflegerinnen arbeiteten, fanden sie hohe Konzentrationen von sogenannten Hitzeschockproteinen. Diese Schutz-Eiweiße kommen auch beim Menschen vor und werden bei uns vor allem in Zellen gebildet, die durch Umwelteinflüsse wie Hitze oder ultraviolette Strahlung geschädigt wurden. Hitzeschockproteine helfen anderen Eiweißen in der Zelle dabei, sich wieder zu stabilisieren. Im Gehirn von Bienen sorgen sie offenbar dafür, dass die Tiere wieder besser lernen können.
"Wenn wir den Alterungsprozess der Bienen künstlich an- und abschalten, verändert sich die Konzentration dieser Schutzproteine. Beim Menschen kommen sehr ähnliche Eiweiße vor und auch die Gehirnzellen von Insekten sind ähnlich aufgebaut wie bei uns. Wir können also vermutlich auch etwas darüber lernen, wie unser Gehirn altert, wenn wir die Alterungsprozesse bei Bienen untersuchen."
"Wenn Bienen altern, zeigen sie viele Symptome, die wir von alten Menschen kennen: Sie bekommen zwar keine Falten, doch sie bewegen sich langsamer, werden häufiger krank und ihr Kurzzeitgedächtnis lässt nach. Im Gegensatz zu uns können Bienen den Alterungsprozess aber wieder umkehren. Sie können wieder die ursprünglichen Leistungen bringen, wenn wir ihnen andere Aufgaben im Nest geben."
Gro Amdam von der Arizona State University. Um den Alterungsprozess bei den Sammlerinnen rückgängig zu machen, brachten die Forscher die Tiere wieder an ihren alten Arbeitsplatz zurück. Sie entfernten alle Brutpflegerinnen aus dem Nest und ließen die Sammlerinnen wieder als Ammen arbeiten.
"Sobald die Tiere wieder ihre ursprüngliche Arbeit übernahmen und als Bruthelferinnen arbeiteten, verschwanden die Alterserscheinungen plötzlich wieder. Besonders spannend war es für uns zu beobachten, dass sich die Lernfähigkeit der Tiere wieder deutlich verbesserte."
Gro Amdam und ihre Kollegen haben beobachtet, dass Bienen eine Art molekularen Schalter besitzen, mit dem sie den Alterungsprozess steuern können. Werden ältere Arbeiterinnen im Stock wieder als Bruthelferinnen gebraucht, erhöht sich bei ihnen die Konzentration des Proteins Vitellogenin. Arbeiteten die Tiere weiterhin als Sammlerin, nahm die Konzentration dieses Eiweiß dagegen ab. Dieses Protein verändert aber nicht nur die biologische Uhr der Bienen. Es beeinflusst auch ihren Appetit.
"Wir sehen, dass junge Tiere mit einem hohen Vitellogenin-Spiegel vor allem Pollen, also Proteine, zu sich nehmen. Ist die Konzentration des Vitellogenins gering, sammeln die Bienen vor allem Nektar, also Kohlenhydrate. Der Grund für diese Vorliebe ist noch unklar, doch wir wissen inzwischen, dass sie über die Fett- und Leberzellen der Bienen gesteuert wird. Wenn wir diese Zellen beeinflussen, können wir die Bienen dazu bringen, mehr Pollen zu sammeln und länger zu leben. Der Alterungsprozess wird also auch über den Appetit gesteuert. Das ist ein sehr interessanter Zusammenhang, den wir nun genauer erforschen wollen."
Auch im Gehirn der Bienen entdeckten die Forscher Unterschiede zwischen alten und jungen Bienen. Bei den ehemaligen Sammlerinnen, die wieder als Brutpflegerinnen arbeiteten, fanden sie hohe Konzentrationen von sogenannten Hitzeschockproteinen. Diese Schutz-Eiweiße kommen auch beim Menschen vor und werden bei uns vor allem in Zellen gebildet, die durch Umwelteinflüsse wie Hitze oder ultraviolette Strahlung geschädigt wurden. Hitzeschockproteine helfen anderen Eiweißen in der Zelle dabei, sich wieder zu stabilisieren. Im Gehirn von Bienen sorgen sie offenbar dafür, dass die Tiere wieder besser lernen können.
"Wenn wir den Alterungsprozess der Bienen künstlich an- und abschalten, verändert sich die Konzentration dieser Schutzproteine. Beim Menschen kommen sehr ähnliche Eiweiße vor und auch die Gehirnzellen von Insekten sind ähnlich aufgebaut wie bei uns. Wir können also vermutlich auch etwas darüber lernen, wie unser Gehirn altert, wenn wir die Alterungsprozesse bei Bienen untersuchen."