Orchideen wurden von Bienen abhängig - und nicht umgekehrt

25. September 2011, 16:55
posten

Wissenschafter entschlüsselt Entwicklung des Bestäubungssystems von Parfümorchideen und Prachtbienen

Parfümorchideen und parfümsammelnde Prachtbienen gehen eine Partnerschaft ein, wenn es um Fortpflanzung geht. Ihre Zusammenarbeit entwickelte sich allerdings nicht aufgrund einer wechselseitigen Koevolution, sondern in Form einer einseitigen Anpassung der Orchideen an die Prachtbienen (Euglossini), wie nun ein Team aus deutschen und amerikanischen Biologen herausgefunden hat.

Durch DNA-Sequenzanalysen rekonstruierten die Wissenschafter die Abstammungsverhältnisse von 130 Orchideenarten aus Mittel- und Südamerika, deren Pollen sie an Euglossini fanden. Parallel dazu erstellten sie einen Stammbaum der Prachtbienen. "Die Artaufspaltung der Orchideen und der Bienen fand völlig asynchron statt", resümiert Thomas Eltz vom Lehrstuhl für Evolutionsökologie und Biodiversitätan der Ruhr-Universität Bochum.

Bienen als Parfümmischer

"Die Männchen der Prachtbienen sind, salopp gesagt, dufte Kerle", so Eltz. Sie sammeln Düfte aus ihrer Umwelt und konservieren sie in speziellen Taschen der Hinterbeine. So stellen sie im Laufe ihres Lebens komplexe Parfüme aus verschiedenen Duftquellen zusammen. Die Bienenmännchen verbreiten die Parfüme im Zuge ihres Balzverhaltens, wahrscheinlich um Paarungspartner anzulocken und von ihrer Qualität zu überzeugen. Beim Duftsammeln kommen sie mit dem Pollen der Orchideen in Kontakt, der sich in Form von Paketen an den Bienenkörper anklebt und zur nächsten Blüte weitergetragen wird.

"Mehr als 600 Orchideenarten produzieren hochspezifische Blütendüfte, um die Bienenmännchen zum Duftsammeln einzuladen und so als Bestäuber zu gewinnen", erklärt Eltz. "Die Pflanzen nutzen bizarre Mechanismen, damit die Pollenpakete gezielt angeheftet werden, z. B. Rutschbahnblüten oder Katapulte." Unklar war jedoch, wie es im Lauf der Evolution zu diesem komplexen Zusammenspiel kam.

Erst die Bienen, dann die Orchideen

Das deutsch-amerikanische Team fand heraus, dass das Duftstoffsammeln der Prachtbienen vor etwa 40 Millionen Jahren im Eozän begann, während die ersten Parfümorchideen erst rund 10 Millionen Jahre später im Oligozän erschienen. Auch erfolgte die entscheidende Artaufspaltung der Prachtbienen deutlich vor der Artexplosion der Parfümorchideen, die innerhalb der letzten ein bis fünf Millionen Jahre stattfand. "Es sieht also so aus, als hätten sich die Orchideen der vorhandenen Verhaltensweise einer Bienengruppe bedient", fasst Eltz zusammen. "Die Orchideen haben sich an die bestehende Vielfalt von Bienenarten und deren jeweiligen Duftpräferenzen angepasst und sich im Zuge dieser Anpassungen selbst in eine Vielzahl von Arten aufgespalten." Die Erkenntnisse gewannen die Forscher durch die sogenannte molekulare Uhr. Die Anzahl der unterschiedlichen Bausteine (Nukleotide) in der DNA zweier Arten verrät den Zeitpunkt, zu dem sich die Arten voneinander abspalteten.

Asymmetrische Abhängigkeiten

Die Evolution der Bienen scheint nicht maßgeblich von den Orchideen beeinflusst worden zu sein. Nur einen kleinen Teil der Prachtbienen-Parfüme konnten die Forscher auf die Parfümorchideen zurückführen. Wichtiger sind hingegen Pflanzensäfte, Harze, Pilze oder vermoderndes Holz. Die Asymmetrie in der gegenseitigen Abhängigkeit zwischen Prachtbienen und Parfümorchideen beschreiben die Wissenschaftler in Interaktionsnetzwerken. Daraus wird ersichtlich, dass jede Parfümorchidee nur von einer oder sehr wenigen Prachtbienenarten bestäubt wird. Viele Prachtbienenarten leisten jedoch mehreren, zum Teil nur entfernt verwandten Orchideenarten, Bestäubungsdienste. "Die Ergebnisse machen deutlich, dass ein Aussterben des einen oder anderen Partners sehr unterschiedliche Konsequenzen hätte", so Eltz. "Ohne die Bienen würden die Orchideen sofort aussterben. Das Aussterben von Orchideenarten zöge jedoch nur langsam oder gar nicht das Aussterben von Bienenarten nach sich." (red)

  • Eine männliche Prachtbiene (Euglossa viridissima) auf dem Weg zu einer Parfümorchidee.
    foto: thomas eltz

    Eine männliche Prachtbiene (Euglossa viridissima) auf dem Weg zu einer Parfümorchidee.

Share if you care.