Honeybee "Weckruf": Warum können ihre Schwingungen sie vor dem Aussterben bewahren?

Weltweite Honigbienenbestände sind in Gefahr - und es ist eine schreckliche Situation für Menschen. Bedrohungen durch den Klimawandel, giftige Pestizide und Krankheiten haben seit 2006 zu einem steilen Rückgang der Honigbienenpopulation beigetragen. Und da ein Drittel der Nahrung, die wir essen, eine direkte Folge der Bestäubung von Insekten ist - auch durch Honigbienen -, könnte dies schwerwiegende Folgen für uns haben wenn die Spezies aussterben wird.

Wir haben kürzlich mehr über ein bekanntes, wichtiges Honigbienensignal entdeckt, das als dorso-ventrales Bauchvibrationssignal (DVAV-Signal) bekannt ist. Dieses Signal, das auch als „Weckruf“ der Honigbiene bezeichnet wird, fordert andere Bienen auf, sich auf eine Zunahme der Arbeitsbelastung vorzubereiten, insbesondere im Zusammenhang mit der Nahrungssuche. Wir entwickelten einen Fernsensor, mit dem wir Honigbienenkolonien überwachen konnten, ohne den Stock zu öffnen. Durch das Verständnis der Häufigkeit und Stärke des DVAV-Signals im Bienenstock sind Imker und Forscher möglicherweise besser in der Lage, die Gesundheit der Bienenvölker weltweit zu überwachen.

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In vielen Ländern (und insbesondere in Europa) gibt es den Lebensraum von Waldbienen, den die Honigbienen benötigen, nicht mehr, so dass die Mehrheit der Honigbienen nur dank der Imker überlebt, die Kästen und Bienenstöcke für ihr Leben zur Verfügung stellen Die Überwachung von Honigbienenkolonien ist für ihr Überleben unerlässlich.

In einer Kolonie können schnell Probleme mit verheerenden Auswirkungen auftreten. Während kommerzielle Imker ihr Bestes tun, um die Bienenpopulationen in Bienenstöcken zu überwachen, ist es eine nahezu unmögliche Aufgabe, die Population jedes einzelnen Bienenstockes zu kontrollieren, da einige Fachleute über 1.000 Kolonien zur Pflege haben.

In jüngster Forschung wurde nach Wegen gesucht, wie man Honigbienenpopulationen überwachen kann, ohne die Bienenstöcke physisch zu öffnen. Dies wird den Imkern dabei helfen, die Sicherheit ihrer Kolonien besser zu überprüfen, und kann dazu beitragen, die Bienenbestände zu erhalten.

Wir haben uns besonders für die Erforschung der Vibrationen interessiert, die sich aus der Aktivität der Honigbiene in den Bienenstöcken ergeben, um deren Verhalten in der Hive zu verstehen. Durch das Erkennen und Messen der von den einzelnen Bienen durch die Wabe gesendeten Schwingungen können wir die Nachrichten untersuchen und entschlüsseln, die sich die Bienen gegenseitig senden.

Bienenkommunikation

Das DVAV-Signal ist eine bekannte Form der Honigbienenkommunikation, die andere Bienen im Bienenstock anweist, sich auf eine erhöhte Arbeitsbelastung vorzubereiten. Dieses Signal dauert eine Sekunde und tritt auf, wenn eine Honigbiene eine Empfängerbiene mit ihren Vorderbeinen greift und ihren Bauch rhythmisch hin und her schüttelt, normalerweise 20 Mal pro Sekunde.

Mit einem Beschleunigungssensor (der die Beschleunigungsgeschwindigkeit des Körpers der Biene misst) mit automatisierter Aufzeichnungssoftware konnten wir die Aktivität im Bienenstock kontinuierlich überwachen. Unsere Forschung ergab, dass wir das DVAV-Signal im Bienenstock aufnehmen können, wenn Honigbienen in der Nähe unseres Sensors vorbeikommen. Wenn wir dies wissen, können wir unsere Einschätzung der Gesundheit der Kolonie verfeinern, da sich spezifische Gesundheitsstörungen in Änderungen der Gesamt-DVAV-Aktivitätsniveaus des Bienenstockes niederschlagen.

Von diesem "Weckruf" war bisher nicht bekannt, dass er Vibrationen in der Wabe erzeugt. Nun haben wir die zugehörige Wellenform in hervorragender Detailgenauigkeit aufgezeichnet. Durch zusätzliche Videoanalyse konnten wir bestätigen, dass es sich um das DVAV-Signal handelt, das unser Sensor detektiert. Daraufhin konnten wir eine weitere Machine-Learning-Software erstellen, um das Auftreten von DVAVs anhand der von unserem Sensor erfassten Daten automatisch zu erkennen und zu protokollieren.

Wir haben dieses Signal in drei Bienenstöcken in Großbritannien und Frankreich für bis zu 16 Monate überwacht. Wir haben festgestellt, dass das Signal sehr häufig und sehr gut reproduzierbar ist. Es tritt unerwartet häufiger in der Nacht auf, mit einer deutlichen Abnahme gegen Nachmittag - ein Trend, der der Amplitude (Stärke oder Lautstärke) der Signale entgegengesetzt ist. Wir haben auch festgestellt, dass Honigbienen dieses Signal im Allgemeinen direkt auf die Wabe geben.

Dies legt neben anderen Untersuchungen nahe, dass das DVAV-Signal möglicherweise nicht nur als Weckruf funktioniert. Zum Beispiel könnte dieses Signal für Bienen eine Möglichkeit sein, den Inhalt der Wabe zu untersuchen, um den Lagerstand von Honig und Pollen oder das Vorhandensein von Eiern zu überprüfen. Die Amplitude des Signals, die zwischen Nacht und Tag stark variiert, kann auf den Kontext hinweisen, in dem die Nachricht erzeugt wird. Die nachts verbesserte Frequenz ist sowohl eine neue Entdeckung als auch ein erstaunliches Rätsel.

Diese neuen Einblicke in das DVAV-Signal werden Wissenschaftlern dabei helfen, es neu zu erstellen, damit wir versuchen können, mit den Bienen zu kommunizieren. Indem die Forscher eine genaue Nachbildung von DVAV-Signalwellen in die Wabe treiben (was vor unserer Studie nicht möglich war), können die Forscher aussagekräftige Botschaften an die Kolonie senden. Auf diese Weise können sie überprüfen, ob eine erhöhte Aktivität der Kolonie erreicht wird, und sie können auch die spezifischen Funktionen des DVAV-Signals besser verstehen.

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Unsere neue Forschung baut auf der Arbeit von Karl von Frisch auf, der die Bedeutung des „Wackeltanzes“ der Honigbiene entschlüsselt. Von Frisch entdeckte Honigbienen, dass sie sich gegenseitig auf Nektar in der Gegend aufmerksam machen, und gibt genaue Anweisungen, wo sie zu finden sind es. Der Wackeltanz wird noch heute als Beispiel für erstaunliche Raffinesse in der Insektenkommunikation diskutiert. Die Entdeckung löste auch ein Umdenken in Bezug auf andere Lebensformen und deren Einfluss auf unser Leben aus.

Mit den aktuellen Beweisen, die wir über die schädlichen Auswirkungen der Menschheit auf der Erde haben, ist es wahrscheinlich, dass die Auswirkungen der Gesellschaft auf den Planeten nur noch schlimmer werden. Trotz unseres Wunsches, gefährdete Arten zu schützen, treffen wir häufig Entscheidungen zum Nutzen der Menschheit, die die Umwelt schädigen. Durch die Hervorhebung eines weiteren faszinierenden Elements der Honigbienenkommunikation hoffen wir, dass unsere Arbeit dazu beitragen wird, das Denken der Menschheit zu verändern und die Nachhaltigkeit des Planeten zur obersten Priorität zu machen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich von Martin Bencsik und Michael Ramsey auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.