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Wählerische Hummeln im Wiesen-Supermarkt

02.03.1999 - (idw) Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Die Qual der Wahl haben blütenbesuchende Insekten, wenn sie über eine Blumenwiese fliegen. Obwohl dieser Tisch reich gedeckt ist, besuchen sie oft nur eine oder wenige Pflanzenarten, um sich mit Nektar zu versorgen. Den Grundlagen dieser sogenannten Blütenstetigkeit sind Biologen der Universität Würzburg auf der Spur. Für ihre Forschungen, die unter anderem für den kommerziellen Pflanzenanbau interessant sind, greifen sie auch auf eine virtuelle Blütenwiese zurück.

Die traditionelle Bestäubungsbiologie geht davon aus, dass Blüten und ihre Bestäuber eng aufeinander abgestimmt sind. Demzufolge finden zum Beispiel Bienen ihre Blüten, weil sie von bestimmten Farben angelockt werden und ihr Körperbau an manche Blütenformen angepaßt ist. Laut Dr. Lars Chittka vom Würzburger Biozentrum haben neue Forschungen jedoch gezeigt, dass die Realität sehr viel komplexer ist: "Man kann die Bestäubungssysteme besser verstehen, wenn man sie als eine Art freie Marktwirtschaft begreift."

Und diese Wirtschaft sieht so aus: Auf dem Markt gibt es Produkte (Blüten), die sich in ihrer Qualität (Pollen- und Nektarmengen) unterscheiden, und die durch unterschiedliche Werbesignale, etwa Farben und Muster, auf sich aufmerksam machen. Es gibt auch gegeneinander konkurrierende Firmen, nämlich die Pflanzenarten, welche die Aufmerksamkeit der Kunden (Bestäuber) erregen und diese dazu bewegen wollen, dem Produkt treu zu bleiben. Die sechsbeinigen Kunden wiederum sind daran interessiert, ihren Gewinn pro Zeiteinheit zu maximieren und die besten Produkte ausfindig zu machen. Wie bei einem Schlußverkauf jagen sie zudem nach den besten Schnäppchen. Denn auch das Produkt "Blüte" hat seinen Preis - zum Beispiel den Energieaufwand, der nötig ist, um es ausfindig zu machen.

Das alles funktioniert natürlich nur, wenn die Bestäuber nicht dumm sind. Sie müssen sich die Werbesignale mehrerer Blumenarten sowie deren Qualität merken können, um im Wiesen-Supermarkt Vergleiche anzustellen. Tatsächlich ist die Langzeit-Speicherkapazität der nur stecknadelkopfgroßen Bienen- und Hummelgehirne keineswegs so gering, dass sie sich nur einen Blütentyp merken könnten. Und trotzdem besuchen Insekten in der Regel nur eine oder wenige Pflanzenarten, auch wenn andere mit gleich hohen Belohnungsmengen zur Verfügung stehen.

Die Blütenstetigkeit müsse also andere Ursachen haben als ein unzulängliches Langzeitgedächtnis, so Dr. Chittka. Wie bei Menschen könnte es sein, dass die Insekten in ihrer Effizienz abfallen, wenn sie ihre Aufmerksamkeit mehreren Aufgaben gleichzeitig widmen müssen. Denkbar wäre auch, dass sie schneller reagieren können, wenn sie immer nur die gleiche Information aus dem Gedächtnis abrufen müssen.

In einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt wollen die Wissenschaftler um Dr. Chittka untersuchen, wie Hummeln die Gedächtnismechanismen ihrer Kleinsthirne einsetzen. Zu diesem Zweck benutzen sie eine am Computer erzeugte, virtuelle Blütenwiese, die auf eine Leinwand projiziert wird. Über ein Schlauchsystem kann die Leinwand dort, wo eine Blüte abgebildet ist, mit Nektar getränkt werden - wie in der Natur finden die Hummeln also eine Belohnung. Die Forscher lassen die Insekten fliegen und kontrollieren dann das raum-zeitliche Muster, mit dem die sammelnden Hummeln die Leinwand ansteuern.

Die Blütenstetigkeit hat auch Auswirkungen auf die Organisation und Evolution von natürlichen Pflanzengesellschaften. Da sie nicht zur Fortbewegung fähig sind, können sich Pflanzen ihre Sexualpartner nicht aussuchen. Um trotzdem eine effiziente Übertragung des Pollens zu gewährleisten, müssen ihre Blüten für die Bestäuber besonders leicht wiederzuerkennen sein, sich also möglichst stark von anderen Blüten im selben "Markt" unterscheiden. Vor diesem Hintergrund wollen die Würzburger Biologen prüfen, ob und wie Pflanzen durch die Ausbildung ihrer Blütenmerkmale die Blütenstetigkeit der Insekten fördern und somit einen zielgerichteten Pollentransport ermöglichen.

Diese Forschungen sind auch für den Pflanzenanbau von Bedeutung. Beispiel: die Bestäubung wirtschaftlich genutzter Mandelbäume. Wie Dr. Chittka erläutert, sind für eine erfolgreiche Bestäubung der wichtigen Mandelbaum-Varianten jeweils die Pollen einer anderen Variante nötig. Da sich die Varianten aber in ihren Blütenfarben unterscheiden, sind die Bestäuber aufgrund ihrer Blütenstetigkeit oft nicht bereit, zwischen verschiedenen Varianten hin und her zu wechseln. Deshalb sollen die bienensubjektiven Farben dieser Blüten vermessen werden - denn Bienen sehen Farben ganz anders als Menschen. Die Biologen wollen so zu Empfehlungen gelangen, in welcher räumlichen Anordnung die verschiedenen Mandelbaum-Varianten am besten gepflanzt werden sollten, um die Bestäubung zu verbessern.

Weitere Informationen: Dr. Lars Chittka, T (0931) 888-4321, Fax (0931) 888-4309, E-Mail:

chittka@biozentrum.uni-wuerzburg.de
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