17.07.2014

Schlaf, Bienchen, schlaf!


Eine Sammelbiene hat sich zum Schlafen mit Kopf und Hinterleibsende zwischen zwei Waben geklemmt. Dabei lässt sie Fühler und Beine hängen. Die Aufnahme stammt aus einem Bienenstock und wurde mit einem Endoskop bei Infrarotlicht gemacht. (Foto: Hobos-Team)

Eine Sammelbiene hat sich zum Schlafen mit Kopf und Hinterleibsende zwischen zwei Waben geklemmt. Dabei lässt sie Fühler und Beine hängen. Die Aufnahme stammt aus einem Bienenstock und wurde mit einem Endoskop bei Infrarotlicht gemacht. (Foto: Hobos-Team)

Im Bienenstock herrscht strikte Arbeitsteilung. Das gilt auch für die Ruhephasen: Honigbienen schlafen nach Berufsgruppen getrennt, wie Forscher am Biozentrum der Uni Würzburg herausgefunden haben.

Die Aktivitäten in einem Bienenvolk sind bestens organisiert. Dabei halten die Insekten eine strikte Arbeitsteilung ein: Waben reinigen, Brut und Königin füttern, Wachs produzieren und Waben bauen, vor dem Stock Wache halten, Nektar und Pollen sammeln – all diese Aufgaben werden jeweils von bestimmten „Berufsgruppen“ erledigt.

Aber wie verhält es sich mit den Schlaf- und Ruhephasen? Handelt es sich dabei lediglich um ein Fehlen von Aktivität bei Bienen, die dort, wo sie sich gerade aufhalten, einfach nichts tun? Oder zeigt das Bienenvolk auch beim Schlafverhalten berufsgruppenspezifische Muster? Genau so ist es, wie die Biologen Barrett Klein, Martin Stiegler, Arno Klein und Jürgen Tautz von der Universität Würzburg und von der University of Wisconsin – La Crosse (USA) in der Zeitschrift PLOS ONE berichten.

Innendienstler schlafen im Zentrum

Junge Bienen, die im Innendienst eingesetzt sind, schlafen generell in leeren Zellen nahe beim Zentrum des Stocks, meistens im Brutbereich. Sie durchlaufen täglich mehrere Schlafphasen, die sich auf Tag und Nacht verteilen. „Im Brutbereich herrscht rund um die Uhr emsiges Treiben“, sagt Jürgen Tautz, „darum schläft es sich dort in leeren Zellen vermutlich am ungestörtesten.“

Wenn die Bienen vom Innen- zum Außendienst wechseln, verschieben sich ihre Schlafphasen allmählich. Tautz erklärt: „Je älter die Bienen werden, desto weniger schlafen sie. Als Sammelbienen zeigen sie einen deutlichen Tag-Nacht-Rhythmus im Schlafverhalten. Sie schlafen dann generell außerhalb von Zellen und näher am Rand der Waben. Dort dürften sie in der Nacht weitgehend ungestört sein.“

Erste Erkenntnisse über schlafende Insekten

Schlaf bei Insekten: Die Tür zu diesem Forschungsfeld wurde 1983 aufgestoßen. Damals legte der deutsche Zoologe Walter Kaiser neue Erkenntnisse über Honigbienen vor und die Schweizer Forscherin Irene Tobler publizierte eine entsprechende Arbeit über Küchenschaben.

Die Tatsache, dass auch Nicht-Wirbeltiere echtes Schlafverhalten zeigen, kam damals so überraschend, dass viele Wissenschaftler zurückhaltend reagierten, wie Tautz erzählt. Dabei hatte der Würzburger Bienenforscher Martin Lindauer schon 1952 erste Hinweise gefunden: Bei Tag-Nacht-Dauerbeobachtungen einzelner Sammelbienen stellte er fest, dass diese besonders nachts „müßig“ waren.

„Im Lauf der Zeit sind immer mehr Ähnlichkeiten zwischen dem Schlaf der Bienen und dem Schlaf der Menschen ans Licht gekommen“, sagt Tautz. Wurde der Bienenschlaf zunächst nur an Phasen der Bewegungslosigkeit festgemacht, stellte man später auch bei den fleißigen Insekten unterschiedlich tiefe Schlafphasen fest. Wie beim Menschen sorgt auch bei Bienen ein Schlafentzug dafür, dass sich die Lern- und Kommunikationsfähigkeit verringert.

Biologische Funktion bleibt unklar

Eine weitere Gemeinsamkeit: Zur biologischen Funktion des Schlafes bleiben auch bei Bienen viele Fragen ungelöst. In der Wissenschaft gibt es zwar unterschiedliche Erklärungen, aber keine davon ist allgemein anerkannt. Eine Hypothese geht zum Beispiel davon aus, dass sich der Organismus im Schlaf regeneriert. Eine andere betrachtet den Schlaf als Energiesparmaßnahme, und eine dritte besagt, dass das Gehirn im Schlaf wichtige von unwichtigen Informationen trennt und das Gedächtnis sinnvoll belädt.

Bienenstock wird online überwacht

Mehr Details über den Schlaf der Bienen will das Würzburger Forschungsteam bei weiteren Untersuchungen herausfinden. Das Team von Tautz setzt dabei unter anderem auf das Hobos-System (Hobos steht für „Honeybee Online Studies“): Dabei wird das Geschehen in einem Bienenstock mit verschiedenen Sensor- und Messtechniken rund um die Uhr online überwacht; die Werte sind per Internet abrufbar: Opens external link in new windowwww.hobos.de

Neue Schlafhaltung entdeckt

Mit Hobos haben die Würzburger Forscher bei Bienen jetzt auch eine bislang unbekannte Schlafhaltung entdeckt: Die Tiere klemmen sich dabei mit Kopf und Hinterleibsende zwischen zwei Waben und lassen ihre Fühler und Beine ganz entspannt baumeln. In dieser Stellung können sie bis zu 30 Minuten komplett regungslos verharren. Ansonsten bleiben Bienen beim Schlafen einfach auf der Stelle sitzen und lassen ihre Fühler hängen.

Barrett Klein, Martin Stiegler, Arno Klein, Jürgen Tautz: "Mapping sleeping bees within their nest: spatial and temporal analysis of worker honey bee sleep", PLOS ONE 2014, July 16, DOI: 10.1371/journal.pone.0102316

Opens external link in new windowZum Artikel in PLOS ONE

Hinweis: Die Universität Würzburg und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördern das Publizieren in Open-Access-Zeitschriften wie PLOS ONE: Initiates file downloadInfoblatt (pdf)

Kontakt

Prof. Dr. Jürgen Tautz, Biozentrum der Universität Würzburg, T (0931) 31-84319, Opens window for sending emailtautz@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Von: Robert Emmerich

17.07.2014, 09:55 Uhr