Climatronic in der Kinderstube

Auch Bienen kümmern sich um ihren Nachwuchs. Die Bienenlarven werden sauber gehalten und gefüttert, vor allem aber werden die Puppen gewärmt. Damit aus einem Ei eine Larve, daraus eine Puppe und aus dieser schließlich eine Biene werden kann, müssen die Brutflächen in einem Bienenvolk zwischen 34 und 36 Grad warm sein. Doch wie bekommen Bienen es hin, diese Temperatur im „Brutnest“ zu halten?

Auch Bienen kümmern sich wie die meisten Säugetiere um ihren Nachwuchs. Die Bienenlarven werden sauber gehalten und gefüttert, vor allem aber werden die Puppen gewärmt. Damit aus einem Ei eine Larve, daraus eine Puppe und aus dieser schließlich eine Biene werden kann, müssen die Brutflächen in einem Bienenvolk zwischen 34 und 36 Grad warm sein. Doch wie bekommen es Bienen hin, diese Temperatur im „Brutnest“ zu halten?

Dafür haben sie die Fähigkeit, durch Zittern ihrer starken Flugmuskulatur bei ausgeklinkten Flügeln aktiv Wärme zu erzeugen. Manchmal sehen Imkerinnen und Imker, wenn sie eine Brutwabe ziehen, dass auf einer Fläche mit verdeckelter Brut aus einer leeren Zelle das Hinterteil einer Biene hervorschaut. Hier ist eine sogenannte „Heizer-Biene“ am Werk. Kopfüber steckt sie in einer leeren Zelle und erwärmt die benachbarten und die gegenüberliegenden Wabenbereiche.

Abb. 1

Es gibt zwei Gründe, wieso sich Bienen über längere Zeit nahezu unbeweglich in leeren Zellen aufhalten. Entweder sie schlafen (A), dann atmen sie nur hin und wieder in Schüben. Das ist erkennbar an einer Pumpbewegung des Hinterleibes (Pfeile), mit der die Tracheen, das Atemsystem der Insekten, mit Luft gefüllt werden. Oder sie heizen (B), dann pumpt der Hinterleib unentwegt. Jede senkrechte Linie steht für eine Atembewegung. Beim Heizen verbrennen die Bienen Honig und dafür muss ständig Sauerstoff nachbeschafft werden. An einer sehr vorsichtig herausgezogenen Brutwabe lässt sich das hier beschriebene Verhalten beobachten.

Gibt es in der Umgebung viele verdeckelte Zellen mit Brut, dient eine leere Zelle oft sehr lange als Heizraum. Ist die Zahl der Brutzellen in der Umgebung kleiner, wird der Heizraum nicht so lange in Betrieb gehalten. Die einzelnen Heizer-Bienen gehen ihrer Aufgabe dabei meistens in kurzen Intervallen nach. Es kommt zwar vor, dass sie bis zu einer halben Stunde in einer Zelle verbleiben, in der Regel ist aber nach weniger als 10 Minuten ein Zellenwechsel angesagt. Das sieht dann so aus: Die eine Heizer-Biene verlässt die Wärmekammer, eine andere rückt, wenn die Wabenfläche noch nicht warm genug ist, nach. Die erste Heizer-Biene sucht sich eine andere leere Zelle oder sie wartet darauf, neu „betankt“ zu werden.

Bei ihrer Arbeit verbrauchen Heizer-Bienen viel Energie. Das Beheizen der Brutzellen ist für sie eine der anstrengendsten Aktivitäten überhaupt. Als Gradmesser für ihre Mühe kann der Sauerstoffverbrauch dienen: Eine heizende Biene verbraucht 1,14 μl/g/min Sauerstoff. Diese Menge entspricht fast dem entsprechenden Wert für das Fliegen, der mit 1,16 μl/g/min nur geringfügig höher liegt. Heizt eine Biene ohne Pause durch, ist ihr Energievorrat, den sie aus aufgenommenem Honig zieht, nach etwa dreißig Minuten verbraucht. Die Biene ist dann so erschöpft, dass ihr die Suche nach Honigvorräten, die immer etwas entfernt vom Brutnest aufbewahrt werden, schwerfällt.

Doch scheinbar haben Bienen eine erstaunliche Lösung gefunden, wie den erschöpften Heizerinnen geholfen werden kann. Grundlage dafür ist die „Trophallaxis“, der Mund-zu-Mund-Austausch von Futter zwischen Bienen. Die Analyse einiger tausend solcher Futteraustausche hat gezeigt, dass mehr als
85 Prozent davon im Bereich gedeckelter Brut stattfinden. Verfolgt man dabei die beteiligten Partner, also Futterspenderin und Futterempfängerin, zeigen sich zwei spannende Details. Mithilfe einer Wärmebildkamera kann man feststellen, dass die Biene, die Honig aufnimmt, immer die höhere Körpertemperatur besitzt. Offenbar handelt es sich bei den Empfänger-Bienen um pausierende Heizer-Bienen. Verfolgt man dann die weiteren Wege von Spenderin und Empfängerin nach der Honigübergabe, entdeckt man das zweite Detail. Die Empfänger-Biene bleibt im Bereich der gedeckelten Brutzellen und schlüpft in eine nächste leere Zelle, um den Heizbetrieb wieder aufzunehmen. Die Spender-Biene aber verlässt den Brutbereich in Richtung Honigvorräte. Dort betankt sie sich selbst, ehe sie in den Brutbereich zurückkehrt. Die Pendlerin ist also eine Art „Tankstellen-Biene“, und Pendlerinnen und Heizerinnen arbeiten als Team zusammen, um die Brutwaben auf der optimalen Bruttemperatur zu halten.

Abb. 2

Laufspuren einer Heizer-Biene und einer Tankstellen-Biene. Die Heizer-Biene (durchgehende Spur) verlässt das Brutnest (unteres Feld) nicht, die Tankstellen-Biene (punktierte Spur) pendelt zwischen dem Brutnest und dem Honigvorrat (oben), um sich dort aufzufüllen. Bei „T“ hat man sich getroffen. Hier spendet die Tankstellen-Biene (rechts) der noch warmen Heizer-Biene (links) Honig und ermöglicht ihr damit, ihre Tätigkeit sofort wieder aufzunehmen.