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StartseiteForschung aktuellNeuronale Bienen27.12.2011

Neuronale Bienen

Das Schwarmverhalten der Insekten ähnelt dem menschlichen Nervensystem

Neurowissenschaft.- Wenn Bienen einen neuen Nistplatz suchen, muss das schnell gehen, denn das Volk ist ohne Nest fast schutzlos. Ein sogenanntes Stopp-Signal zeigt den Tieren den Zeitpunkt an, wenn sofort eine der infrage kommenden neuen Bleiben ausgesucht werden soll. Auch der neuronale Schaltkreis von Menschen und Säugetieren funktioniert so.

Von Joachim Budde

Eine Biene in Nahaufnahme.  (Jan-Martin Altgeld)
Eine Biene in Nahaufnahme. (Jan-Martin Altgeld)

Wenn im Sommer ein Bienenschwarm aufbricht, um eine neue Nisthöhle zu finden, setzt sich die Königin irgendwo auf einen Ast, und der Rest des Schwarms sammelt sich wie eine Traube um sie herum. Lediglich einige Hundert der ältesten und erfahrensten Bienen schwärmen aus, um nach Nistplätzen zu suchen. Wenn so eine Späherin eine geeignete Stelle gefunden hat, kehrt sie zum Schwarm zurück und beschreibt anderen Späherinnen mit dem Schwänzeltanz den Weg dorthin – wie zu einer Futterquelle.

"Eine Späherin tanzt umso stärker, je besser der Nistplatz ist, den sie gefunden hat. Je stärker sie tanzt, desto mehr Späherinnen sehen sich den Platz an, und auch sie werben ihrerseits Bienen für diesen Platz an. Dadurch erreicht die Zahl der Bienen eine kritische Masse, die wir das Quorum nennen, und das zeigt dem Schwarm: Dies ist der gewählte Nistplatz."

Thomas Seeley von der Cornell Universität hat zudem beobachtet, dass manche Späherinnen Vertreterinnen von anderen Nistplätzen während des Schwänzeltanzes anstießen und unterbrachen – in diesem Beispiel drei Mal.

"Das geschieht sehr häufig. Seeley und seine Kollegen stellten fest, dass Späherinnen vom einen Nistplatz nur Späherinnen von anderen Nistplätzen unterbrachen, nach dem Motto: 'Lass mal gut sein, ich hab was besseres gefunden.'"

Um die Bedeutung des Stopp-Signals zu verstehen, spielten Patrick Hogan und James Marshall von der Universität Sheffield durch, was passieren würde, wenn die Bienen kein solches Signal hätten. Sie gingen dabei vom schwierigsten möglichen Fall aus: Wenn die Bienen die Wahl zwischen zwei gleich guten Nisthöhlen hätten, sagt Patrick Hogan.

"Unsere Modelle haben gezeigt, dass das Stopp-Signal entscheidend ist, wenn die Späherinnen gleichmäßig auf zwei Ziele verteilt sind. Es verhindert eine Pattsituation."

Für welchen der beiden identischen Nistplätze sich die Bienen letztlich entscheiden, ist egal. Die Entscheidung muss lediglich in einem vernünftigen Zeitrahmen fallen. Dafür sorgt das Stopp-Signal. Zöge sich die Entscheidung zu lang hin, wäre das sehr ungünstig, schließlich hängt der Bienenschwarm schutzlos in einem Baum.

Dass dieser Mechanismus wirklich wie im Modell funktioniert, konnten die Wissenschaftler anschließend im Experiment mit Bienenschwärmen zeigen.

Was die Forscher außerdem überrascht hat: Dieses Verhalten ist wieder ein Beispiel für die Ähnlichkeit zwischen den Abläufen im Superorganismus Bienenschwarm und denen in einem einzelnen Organismus wie einem Säugetier, in diesem Fall im Gehirn, sagt Thomas Seeley.

"Der Schaltkreis, den das Nervensystem bei der Entscheidungsfindung nutzt, ähnelt vom Aufbau her dem sozialen System im Bienenschwarm. Beiden Systemen fehlt eine Instanz, die für sich allein alle Informationen zu den Möglichkeiten überblicken kann. Im Gehirn ist die Entscheidung auf zahlreiche Neuronen verteilt und im Bienenschwarm auf zahlreiche Bienen."

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