Die Sammlung von Wasser und dessen Speicherung
Diese Studie zeigt, wie zwei kleine Versuchskolonien die Belüftung, die Ableitung und die Wassersammlung koordinierten, als ihr Brutnest künstlich beheizt wurde. Sie weist zudem auf eine vorübergehende Wasserspeicherung im Kropf bestimmter Arbeiterinnen und, in vereinzelten Fällen, in Zellen hin, ohne jedoch das Vorhandensein einer dauerhaften Reserve nachzuweisen.
Wenn ein Brutnest überhitzt, reagiert das Volk nicht mit einem einzigen Verhalten. Es verstärkt die Ventilation, ein Teil der Bienen verlässt vorübergehend den Innenraum und die Wasserträgerinnen steigern ihre Aktivität. Das eingetragene Wasser kann anschliessend auf den Waben verteilt werden und das Brutnest durch Verdunstung kühlen.
Die Studie von Ostwald et al. (2016) erlaubte es, diese Koordination zu beobachten und den Zugang zum Wasser direkt zu manipulieren. Sie zeigt zudem, dass eine kleine Flüssigkeitsmenge vorübergehend in der Honigblase einzelner Arbeiterinnen zurückgehalten oder in Zellen abgelegt werden kann. Dieser kurzfristige Puffer darf jedoch nicht mit einem dauerhaften Vorrat verwechselt werden, wie ihn Honig oder Pollen darstellen.
1. Ziel und Versuchsanordnung
Die Forschenden untersuchten nacheinander zwei Völker, die in einem Gewächshaus der Cornell University aufgestellt waren. Jedes Volk umfasste rund 3’000 Arbeiterinnen, eine Königin und eine Brutwabe mit Brut aller Altersstufen. Es besetzte eine verglaste Beobachtungsbeute mit zwei Waben. Den Bienen standen im Gewächshaus weder Pflanzen noch Nektar zur Verfügung: Sie lebten von den in den Waben vorhandenen Honigvorräten, erhielten Pollen und nutzten eine einzige kontrollierte Wasserquelle, die einen Meter von der Beute entfernt aufgestellt war.
Das Brutnest wurde mit einer Lampe erwärmt. In den meisten Versuchen strebten die Forschenden eine Temperatur von 40 ± 2 °C an. Im Hauptversuch dauerte die Erwärmung 7,5 Stunden: Das Wasser blieb während zwei Stunden zugänglich, wurde während 2,5 Stunden entfernt und anschliessend während drei Stunden wieder zur Verfügung gestellt.
Die Forschenden verfolgten die Bruttemperatur, die Anzahl ventilierender Bienen, die Grösse des Bienenbarts am Flugloch, die Anzahl Wasserträgerinnen und die entnommene Wassermasse. Der «Durst des Volkes» wurde nicht direkt im Organismus der Bienen gemessen: Er wurde über die Zeit geschätzt, die zur Aufnahme von 0,2 ml gefärbtem Wasser benötigt wurde, das im Inneren des Fluglochs abgelegt worden war. Der Honigblaseninhalt von Arbeiterinnen und die in einzelnen Zellen gefundenen Flüssigkeiten wurden anschliessend refraktometrisch analysiert, um deren Zuckerkonzentration abzuschätzen.
2. Ohne Wasser reicht die Ventilation nicht mehr aus
Zu Beginn der Erwärmung, solange Wasser verfügbar war, senkte ein Volk die Bruttemperatur nach dem anfänglichen Anstieg, das andere stabilisierte sie bei rund 40 °C. Als die Quelle entfernt wurde, stieg die Temperatur in beiden Völkern sofort wieder an und erreichte 43,3 beziehungsweise 43,7 °C. Die Ventilation blieb intensiv und der Bienenbart nahm weiter zu: Diese beiden Reaktionen genügten also nicht mehr, um die aufgezwungene Erwärmung ohne Verdunstungskühlung auszugleichen.
Nach der Wiederbereitstellung der Quelle nahm der Eintrag stark zu und die Bruttemperatur sank, obwohl die Erwärmung weiterlief. Diese Abfolge liefert das robusteste Ergebnis der Studie: Unter diesen Versuchsbedingungen war der Zugang zum Wasser notwendig, damit die Völker die Überhitzung beherrschen konnten (Ostwald et al., 2016).
Die Reaktion verlief jedoch nicht vollständig synchron. Ventilation und teilweises Verlassen der Beute nahmen fast unmittelbar zu, während der Durstindikator, die Anzahl Wasserträgerinnen und die eingetragene Menge während der zwei Stunden Erwärmung langsamer anstiegen. Die Autoren schlossen daraus, dass ein kleines, bereits im Volk vorhandenes Flüssigkeitsvolumen den Beginn des Hitzestresses abfedern konnte. Dabei handelt es sich um eine Schlussfolgerung: Dieser Puffer wurde nicht direkt in dem Moment gemessen, in dem die Temperatur zu steigen begann.
3. Wie werden die Wasserträgerinnen aktiviert?
Die Verzögerung zwischen dem Beginn der Erwärmung und der Zunahme des Eintrags legt nahe, dass die Wasserträgerinnen nicht einfach und unmittelbar auf die Bruttemperatur reagierten. Sie hielten sich üblicherweise in der Nähe des Fluglochs auf, weit entfernt von der erwärmten Zone. Diese Beobachtung macht eine rein thermische Steuerung in dieser Anordnung weniger wahrscheinlich, ohne sie für alle Situationen auszuschliessen.
Wenn der Wasserbedarf zunahm, wurden Arbeiterinnen, die als Wasserträgerinnen tätig gewesen waren, häufiger von Bienen des Nestes um Flüssigkeit angebettelt. Kurz nach der Intensivierung dieser Anfragen nahmen die früheren Trägerinnen ihre Tätigkeit wieder auf. Die Abfolge ist mit einem sozialen Aktivierungssignal vereinbar, sie belegt jedoch nicht, dass das Anbetteln der einzige Auslöser wäre.
Eine zweite Erklärung bleibt möglich: Nach dem Abgeben der verdünnten Flüssigkeit aus ihrer Honigblase könnten die Trägerinnen selbst stärkeren Durst empfinden. Die Studie erlaubt es nicht, diese physiologische Hypothese vom Effekt der sozialen Interaktionen zu trennen. Der genaue Mechanismus, der ihren Abflug zur Quelle auslöst, bleibt somit unbestimmt.
Ist das Sammeln einmal in Gang, liefert das Abgeben der Last eine zusätzliche Rückkopplung. Wird das Wasser von Empfängerinnen rasch angenommen, kann die Trägerin unverzüglich wieder ausfliegen. Stösst sie auf wiederholte Ablehnung und braucht sie lange, um ihre Honigblase zu leeren, verlangsamt oder unterbricht sie ihre Flüge. Das Volk passt das Sammeln so über lokale Interaktionen an, ohne Kommandozentrale.
4. Wo wird das Wasser vorübergehend zurückgehalten?
4.1. Die Honigblase einzelner Arbeiterinnen
Nach einem Tag mit Überhitzung und freiem Zugang zum Wasser enthielten die Wasserträgerinnen häufiger eine stark verdünnte Flüssigkeit in ihrer Honigblase als die übrigen zum selben Zeitpunkt entnommenen Bienen. Nach einer schwereren Kombination von Hitze und Entzug wiesen auch zahlreiche Bienen des Nestes einen verdünnten Inhalt auf. Einzelne Bienen mit ausgedehnter Honigblase enthielten diese Flüssigkeit am folgenden Morgen noch immer.
Diese Ergebnisse zeigen, dass Arbeiterinnen vorübergehend als «lebende Reservoire» dienen können. Die Analysen bezogen sich jedoch auf die Zuckerkonzentration des Honigblaseninhalts: Sie massen nicht direkt das gesamte auf diese Weise im Volk zurückgehaltene Wasservolumen. Das Phänomen lässt sich daher nicht in eine am Bienenstand anwendbare Speicherkapazität umrechnen.
4.2. Offene Zellen, in nur einem Volk
Im Volk B fanden die Forschenden am Abend zudem offene Zellen mit Wasser oder stark verdünnten Zuckerlösungen in der Abgabezone nahe dem Flugloch. Solche Ablagerungen waren besonders zahlreich nach einem Tag, der Überhitzung und vorübergehenden Wasserentzug kombinierte. Am folgenden Morgen wurde in den Zellen kein gespeichertes Wasser mehr gefunden: Es war genutzt worden oder verdunstet.
Der Versuch belegt somit die Möglichkeit einer vorübergehenden Ablage in den Waben, nicht aber deren Häufigkeit in Völkern im Freiland. Dieses Ergebnis rechtfertigt es nicht, von einem dauerhaften Wasservorrat zu sprechen. Wasser bildet vor allem einen Fluss, der rasch gesammelt, verteilt, genutzt oder verdunstet wird; die Honigblase einzelner Arbeiterinnen und offene Zellen können einen kleinen Teil davon während begrenzter Zeit puffern.
5. Was der Imker daraus mitnehmen kann
- Unterbrüche vermeiden: Bei heissem Wetter und wenn der Nektar wenig Wasser liefert, erleichtert eine nahe, beständige und sichere äussere Quelle die rasche Reaktion des Volkes.
- Kein einzelnes Anzeichen isoliert deuten: Intensive Ventilation oder ein Bienenbart zeigen eine Anstrengung zur Wärmeregulierung an, belegen für sich allein aber keinen Wassermangel. Sonneneinstrahlung auf die Beute, Temperatur, Volksstärke, Brut und Ressourcen müssen gemeinsam betrachtet werden.
- Nicht auf einen internen Vorrat zählen: Der beobachtete Puffer war begrenzt und vorübergehend. Er schützt ein Volk nicht dauerhaft, wenn der Zugang zum äusseren Wasser unterbrochen ist.
- In dieser Studie keine Standardration suchen: Sie erlaubt es nicht zu berechnen, wie viele Liter ein Volk pro Tag erhalten muss.
- Die Beute nicht öffnen, um Wasser in den Zellen zu suchen: Diese Ablage kann unauffällig und kurzlebig sein und ist schwer von einem stark verdünnten Nektar zu unterscheiden. Ihre Suche bietet keine validierte praktische Diagnose.
Die praktische Schlussfolgerung fällt daher nüchtern aus: Während Hitzeperioden ist zu vermeiden, dass Völker von einer weit entfernten, gefährlichen oder versiegenden Quelle abhängig sind. Die Studie prüft jedoch weder Tränkenmodelle noch die hygienische Qualität des Wassers noch die Wirksamkeit einer Wassergabe im Inneren der Beute.
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Referenz
- Ostwald, M. M., Smith, M. L., & Seeley, T. D. (2016). The behavioral regulation of thirst, water collection and water storage in honey bee colonies. Journal of Experimental Biology, 219(14), 2156–2165. https://doi.org/10.1242/jeb.139824