Was Bienen fleißig macht

13. März 2007, 18:16
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Ein multifunktionales Gen regelt das Sozialleben der Hautflügler

San Francisco - Sie gelten als Musterbeispiele für Fleiß und effizienter - wenn auch undemokratischer - Staatsführung. Honigbienen (Apis mellifera) haben seit jeher die Wissenschaft fasziniert. Und noch immer birgt das Leben der Hautflügler Geheimnisse.

Seit im Oktober vergangenen Jahres der genetische Code der Honigbiene entschlüsselt wurde, suchen Forscher nach dem genetischen Programm für das Sozialleben der Insekten. Eine der wichtigsten Fragen dabei: Wie kommt es unter genetisch identischen Individuen zur Arbeitsteilung? Schließlich sind alle Arbeiterinnen eines Volkes sterile Töchter einer einzigen Königin.

Nun zeigen US-amerikanische und norwegische Forscher in PLoS Biology, dass das Vitellogenin-Gen eine ganze Reihe sozialer Verhaltensweisen maßgeblich bestimmt. Es kodiert nämlich das gleichnamige Protein, das im Lebenslauf der Arbeitsbienen eine zentrale Rolle spielt.

Vitellogenin ist für Biologen nichts Neues. Als Ausgangsprodukt der Dottersynthese findet man es bei sämtlichen Eier legenden Tierarten. "Die Bienen haben die Funktion des Vitellogenin jedoch komplett abgewandelt", erklärt Stig Omholt vom Zentrum für Integrative Genetik im norwegischen Ås, einer der Entdecker des Vitellogenin-Mechanismus bei Bienen.

Vitellogenin und "Gelée Royale"

Während die Königin das Protein für ihren "normalen" Fortpflanzungszweck bei der Eierproduktion nutzt, beginnt in den unfruchtbaren Arbeiterinnen die Vitellogenin-Synthese schon kurz nach dem Schlüpfen aus ihren Brutwaben. In den ersten Wochen ihres Lebens übernehmen die Arbeitsbienen die Brutpflege. Das Vitellogenin stimuliert in dieser Zeit die Produktion des Larven-Nährstoffes "Gelée Royale".

Nach etwa 14 Tagen beginnt der Vitellogenin-Gehalt in der Hämolymphe - dem Blut der Bienen - zu sinken. Parallel steigt die Konzentration des so genannten "Jugendhormons" an, dessen Produktion anfänglich durch Vitellogenin gehemmt wurde. Die Folge: Die Biene wandelt sich von Pflegerin zur Sammlerin, die nun Pollen und Nektar zu suchen beginnt. Nebenbei scheint Vitellogenin schädliche Substanzen zu neutralisieren und verlängert so die Lebensdauer. Es erfüllt also mehrere essenzielle Aufgaben, was als Pleiotropie bezeichnet wird.

Den endgültigen Beweis für den Vitellogenin-Mechanismus lieferte die US-Biologin Mindy Nelson mit ihren Kollegen. Die Forscher schalteten die Produktion des vitalen Proteins durch die Injektion von spezifischer doppelsträngiger mRNA aus und beobachteten, wie sich die so behandelten Arbeiterinnen entwickelten. Das Ergebnis war eindeutig: Ein verfrüht sinkender Vitellogenin-Pegel trieb die Bienen viel schneller hinaus auf Futtersuche. Interessanterweise neigten sie auch eher dazu, sich auf Nektar statt Pollen zu spezialisieren, was auf eine noch genauer gesteuerte Arbeitsteilung hindeutet.(Kurt de Swaaf/DER STANDARD, Printausgabe, 7. März 2007)

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