Zum Schwärmen

Die Vermehrung der Honigbienen besteht nicht nur aus der Geburt/Entstehung von Individuen, sondern aus der Teilung ganzer Staaten. Die ImkerInnen freuen sich zwar selten über das Abschwärmen von Völkern, zumal dadurch oft Einbussen in der Honigproduktion entstehen. Dennoch ist das Schwärmen zum Schwärmen. Denn die Entscheidungsfindung der Bienen gleicht den Prozessen in den neuronalen Netzwerken des Gehirns.

Schwarmstimmung

Zeit zum Schwärmen

Im Frühjahr können die Bienen viel Nahrung eintragen und die Bienenvölker wachsen mit ca. 1000 Bienen pro Tag stark an. Wird der Platz im Nest knapp, verteilt sich die von der Königin abgegebenen Königinnensubstanz nicht mehr ausreichend im Stock und die Arbeiterinnen beginnen Weiselzellen zu bauen [1]. Die bis zu 25 Königinnen-Larven werden von den Ammenbienen bis zur Verdeckelung der Zellen mit Gelee Royal gefüttert. Diese Substanz wird in den Futtersaftdrüsen gebildet und ist reich an Vitaminen, Eiweissen, Fetten und Mineralstoffen [2]. Es ist einzig diese Spezialernährung, die eine Larve zur Königin werden lässt. Denn im Gegensatz zur Königin erhält die Arbeiterinnenbrut ab dem dritten Entwicklungstag Pollen und Honig.

Kampf um die Thronfolge

Only one of the newly reared queens can ascend to the throne. The first-born queen therefore locates the unhatched queen cells and stabs her competitors through the cell wall. Here communication plays an important role. After hatching, the young queen will begin tooting, while queens that have not yet hatched respond to this with quacks. Because bee colonies usually construct a large number of swarm cells, eacNur eine der herangezogenen Jungköniginnen kann den Thron erklimmen. Die Erstgeboren macht deswegen die noch nicht geschlüpften Weiselzellen ausfindig und sticht ihre Konkurrentinnen durch die Zellwand hindurch ab. Dabei spielt die Kommunikation mittels Piep-Laute eine wichtige Rolle. Nach dem Schlüpfen beginnen Jungköniginnen mit Tüten, noch nicht geschlüpfte Königinnen antworten darauf aus den verschlossenen Zellen mit Quaken. Da Bienenvölker meist eine Vielzahl von Schwarmzellen anziehen, folgt jedem Tüten ein Chor von Quaken. Es konnte dokumentiert werden, dass das Tüten das Schlüpfen weiterer Königinnen unterdrückt. Die Quak-Laute hingegen ermöglichen den geschlüpften Jungköniginnen vermutlich das Auffinden der Weiselzellen [3].
h toot is answered by numerous quacks. It could be shown that the tooting suppresses the hatching of other queens. Also, the quacking noises probably enables the hatched queen to find the unhatched queens [3].

Schlüpfen zwei Königinnen gleichzeitig, beginnt ein Kampf um Leben und Tod. Dabei können auch die Arbeiterinnen Einfluss nehmen auf die Wahl der neuen Königin. Bei mehreren geschlüpften Jungköniginnen feuern die Arbeiterinnen ihre Favoritin mit Vibrationssignalen an. Königinnen, welche das Signal öfters erhalten, eliminieren mehr Rivalinnen und haben eine erhöhte Wahrscheinlichkeit den Thron zu erklimmen [4].

Aus Eins mach Zwei

Ungefähr eine Woche vor dem Schlüpfen der Jungkönigin verlässt die Altkönigin gemeinsam mit ca. der Hälfte ihres Volkes den Stock. Der Schwarm umfasst Arbeiterinnen aus allen Altersklassen sowie einige Drohnen. Bevor die Bienen den Stock verlassen, tanken sie sich nochmals kräftig mit Honig auf, da sie die nächsten Tage ohne Nahrungsreserven auskommen müssen [2].

Die Bienen verwenden zwei Signale um das Verlassen des Stockes anzuzeigen: Sie piepen und führen den Schwirrlauf auf. Das Piepen beginnt bereits über eine Stunde vor dem Abflug und veranlasst die Bienen dazu, ihre Flügelmuskulatur aufzuwärmen. Die Schwirrläufe hingegen beginnen unmittelbar vor dem Verlassen des Stockes und setzen das Zeichen zum Aufbruch. Dabei rennen die Bienen im Zick-Zack und schlagen mit den Flügeln [5].
Eine der Jungköniginnen setzt sich gegen ihre Konkurrenz durch und übernimmt den Thron. Im Alter von etwa einer Woche begibt sich die neue Königin auf den Hochzeitsflug. Am Drohnensammelplatz paart sie sich mit bis zu 12 Drohnen und kehrt anschliessend zu ihrem Volk zurück. Die Altkönigin verlässt mit dem Schwarm den Stock. Die Bienen sammeln sich erstmals in der Nähe als Schwarmtraube. Die Kundschafterinnen suchen nach einem neuen Nest und führen den Schwarm dorthin. Im neuen Nest angekommen beginnt die Altkönigin umgehend mit der Eiablage.

Abb. 1: Der Schwarmprozess eines Bienenvolkes: Die Arbeiterinnen ziehen Weiselzellen heran.
Abb. 1: Der Schwarmprozess eines Bienenvolkes: Die Arbeiterinnen ziehen Weiselzellen heran.


Der Schwarm

Neutsuche

Hat der Schwarm erst mal das alte Nest verlassen, sammelt er sich in der näheren Umgebung als Schwarmtraube um die Altkönigin herum. Die Arbeiterinnen erkennen die Königin an der Königinnensubstanz und locken durch Sterzeln (Abgabe des Nasanov-Pheromons) weitere Arbeiterinnen herbei. Nun gilt es ein neues Nest zu finden. Dazu fliegen Kundschafterinnen aus und suchen die Umgebung im Umkreis von mehreren Kilometern nach möglichen Unterschlupfen ab. Findet eine Kundschafterin ein potentielles Nest, inspiziert sie es während etwa einer halben Stunde genau. Durch Ablaufen des Hohlraumes wird das Nestvolumen abgeschätzt. Als besonders gut werden Hohlräume von 30-40 Litern mit kleinen Eingängen bewertet. Zudem bevorzugen die Bienen vom Boden abgesetzte Nester, welche nicht von dichter Vegetation umgeben sind [6].

Nestwahl

Wird die Qualität des Unterschlupfes als ausreichend eingeschätzt fliegt die Kundschafterin zur Schwarmtraube zurück und führt den Schwänzeltanz auf um den anderen Arbeiterinnen die Lokalität des entdeckten Nestes anzuzeigen. Die Qualität des Nestes wird dabei durch die Zahl der getanzten Runden angezeigt, umso besser das Nest von der tanzenden Kundschafterin bewertet wird, desto mehr weitere Kundschafterinnen fliegen aus um das zukünftige Zuhause zu bewerten. Ist ein Nest wesentlich besser als die andren entsteht durch diesen Prozess bald Einstimmigkeit wohin die Reise gehen soll. Sind aber mehrere ähnlich gute Nester in der Umgebung, kann sich die Entscheidungsfindung lange hinziehen. Dennoch werden sich die Bienen meistens irgendwann einig. Denn die Kundschafterinnen stoppen jene Tänzerinnen, welche ein anderes Nest anpreisen, als das von ihnen bevorzugte indem sie ihren Kopf mit 350 Hz gegen die Tänzerin klopfen (Vibrationssignal). Dadurch lässt sich selbst in solchen Fällen ein absolutes Mehr erreichen. Dieser Mechanismus aus positiver und negativer Rückkoppelung funktioniert tatsächlich sehr ähnlich wie die neuronalen Netzwerke des Hirns, weswegen durchaus von “Schwarmintelligenz“ gesprochen werden kann [7-9].

Flug ins neue Nest

Die einig gewordenen Kundschafterinnen kommunizieren den baldigen Abflug durch Piepen (erzeugt durch Vibration der Flugmuskulatur), worauf die Bienen der Schwarmtraube ihre Flugmuskulatur aufwärmen. Ähnlich wie beim Verlassen des Stockes wird der endgültige Abflug durch Schwirrläufe koordiniert [10]. Der Schwarm wird nun von den Kundschafterinnen zu dem von ihnen ausgewählten Nest geführt indem sie wiederholt in die entsprechende Richtung durch den fliegenden Schwarm hindurchfliegen [6].

Das Standvolk

Hochzeitsflug

Im Alter von etwa einer Woche begibt sich die Jungkönigin auf den Hochzeitsflug. Dabei wird sie von einigen Arbeiterinnen begleitet, welche die Königin vor möglichen Gefahren beschützten indem sie Frassfeinde wie Wespen und Vögel ablenken. Dieser Trupp begibt sich zu einem Drohnensammelplatz, wo sich bis zu 20.000 Drohnen versammelt haben und auf die Königinnen warten [2].

Die Drohnen werden vom Sexualpheromon der Königin angelockt. Dieses wird von der Mandibeldrüse produziert und besteht aus drei Substanzen ((2E)-9-oxo-2-Decensäure (9-ODS), (2E)-10-Hydoxydecebsäure (9-HDS) und 2E-10-Hydoxydecensäure (10-HDS)). Eine Substanz lockt die Drohnen über weite Distanzen zum Sammelplatz (9-ODS), wohingegen die anderen beiden Komponenten dazu dienen die Königin im Gewimmel zu erkennen (9-HDA und 10-HDA) [11].

Die Königin paart sich im Flug mit bis zu 20 Drohnen, die Paarung dauert jeweils nur einige Sekunden [12]. Dabei wird den Drohnen das Geschlechtsteil entrissen, weswegen sie bei der Paarung sterben. Die Königin hingegen kehrt in den Stock zurück mit genug Sperma in der Spermathek um die nächsten Jahre befruchtete Eier legen zu können.

Die Unterfamilien des Volkes

Das zukünftige Bienenvolk besteht aus den Nachkommen der Königin. Sofern sich mit mehreren Drohnen gepaart hat, wird das Volk aus sogenannten Unterfamilien gebildet. Die Arbeiterinnen einer Unterfamilie sind Vollgeschwister und die Nachkommen desselben Vaters, wohingegen sie mit den anderen Unterfamilien nur die Mutter gemeinsam haben (Halbgeschwister). Es konnte gezeigt werden, dass sich diese genetische Vielfalt im Volk auszahlt. So entwickeln sich Völker mit vielen Unterfamilien wesentlich besser und sind produktiver als solche mit geringer genetischer Vielfalt (Abbildung 2) [13]. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass viele Verhaltensweisen auch durch die Gene bestimmt werden. Zum Beispiel ist die Tendenz einer Biene zur Wächterin zu werden angeboren. In einem Vielfältigen Volk können sich die Bienen somit bei der Zusammenarbeit besser ergänzen.

Abbildung 2: Entwicklung von Bienenvölkern mit 15 Unterfamilien (schwarz) und mit nur einer Unterfamilie (weiss) nachdem die Königin mit Eiablage begonnen hat [13].
Abbildung 2: Entwicklung von Bienenvölkern mit 15 Unterfamilien (schwarz) und mit nur einer Unterfamilie (weiss) nachdem die Königin mit Eiablage begonnen hat [13].
Vatorex AG, Anina Knauer 2 September, 2019
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