Signale im Hummelwachs

Eine Hummelkönigin fängt im Frühling bei Null an. Die erste Zeit kümmert sie sich um alles selbst in der Kolonie. Sobald die ersten Töchter ausgewachsen sind, übernehmen sie die Futtersuche und Brutpflege. Manche der Hummel-Arbeiterinnen sind aber nicht nur Helferinnen, sondern potenzielle Konkurrentinnen, denn auch sie haben Eierstöcke und können Nachkommen produzieren. Doch solange die Kolonie jede Arbeiterin zum Überleben braucht, stellen sich alle in den Dienst der Königin. Ann-Marie Rottler nennt diese Periode die Soziale Phase. Wenn aber genug Helferinnen da sind, versuchen die Arbeiterinnen ihre eigenen Eier durchzukriegen, sagt die Doktorandin am Institut für Experimentelle Ökologie der Universität Ulm. Es kommt zur Palastrevolution.

"Diese Zeit ist eben gekennzeichnet durch massive Aggression, also es wird gebissen, gestochen, man muss nicht unbedingt Wissenschaftler sein, um das zu sehen, was in diesen Kolonien passiert."

Die Hummeln fressen gegenseitig ihre Eier auf. Nicht einmal die Königin bleibt von Attacken verschont. In der Konkurrenzphase hört die Kolonie auf zu wachsen. Es beginnt die Fortpflanzung. Einige Eier der Königin sind befruchtet, also mit zwei X-Chromosomen ausgestattet – aus ihnen schlüpfen neue Königinnen. Andere sind unbefruchtet, haben also nur ein X-Chromosom – diese Eier bringen Männchen hervor. Die Arbeiterinnen hingegen haben sich nie gepaart und könne lediglich unbefruchtete Eier legen. Aus ihren Eiern schlüpfen also immer Männchen. Weil Männchen nur ein X-Chromosom besitzen, teilen Arbeiterinnen mit ihren Schwestern mehr Erbgut als mit ihren eigenen Söhnen.

"Deswegen haben sie ein großes Interesse daran, Schwestern aufzuziehen, sogar mehr als eigene Nachkommen. Wenn es dann aber um die Männchen geht, dann haben sie kein Interesse daran, die Männchen von der Königin aufzuziehen, weil mit denen sind sie weniger verwandt als mit eigenen Söhnen. Das ist ein bisschen komplex, aber das macht das Ganze spannend."

Schon seit längerem fragen sich Biologen, woher die Arbeiterinnen wissen, wann der richtige Zeitpunkt ist, um selbst Eier zu legen. Wenn sie zu früh damit begännen, ginge über den Streit um die Eier die ganze Kolonie zugrunde, sie brächte überhaupt keine Nachkommen hervor. Von anderen sozialen Insekten ist bekannt, dass die Königinnen über Duftstoffe ihre Arbeiterinnen an der Fortpflanzung hindern. Bei den Hummeln liegt der plötzliche Sinneswandel von friedlich zu aggressiv nicht an der Königin, das haben Studien schon gezeigt. Es sind vielmehr die Arbeiterinnen selbst: Wie einen Fingerabdruck tragen sie ein Potpourri aus Duftstoffen auf ihrer Körperoberfläche, sagt Ann-Marie Rottler.

"So ein Hummelnest besteht wie bei Honigbienen aus jede Menge Wachs, das vom Körper produziert wird aus bestimmten Wachsdrüsen. Und dieses Wachs enthält das komplette Oberflächenprofil der Tiere"

Je mehr Arbeiterinnen am Nest mitbauen, desto vielfältiger sind die Substanzen, die sie ins Wachs einbauen, sagt Manfred Ayasse, Professor für Chemische Ökologie am Institut für Experimentelle Ökologie.

"Wachs ist natürlich ein enorm guter Signalträger, weil sozusagen da die Signale aller Tiere in so einer Kolonie zusammengemischt werden, und dann ein gemischtes Signal entsteht, das sozusagen dann eine ehrliche Information über den Entwicklungszustand so einer Kolonie gibt."

Um die These zu überprüfen, hat Ann-Marie Rottler frisch geschlüpfte Hummeln während der Sozialen Phase einer Kolonie entnommen und in eine künstliche Kolonie gesteckt, die aus Wachs bestand, das der Konkurrenzphase entstammte.

"In dieser Zeit wäre eine Arbeiterin normalerweise noch total friedlich, würde sich vor allem um Brut im Nest kümmern, aber in dem Fall kam es tatsächlich zu Attacken auf die Königin, die Eierstockentwicklung war weit fortgeschritten im Vergleich zu den Originalkolonien oder den Kleingruppen, in denen Soziales-Phasen-Wachs anwesend war."

Wenn es an die Fortpflanzung geht, sind sich die Arbeiterinnen also selbst am nächsten.