Die Honigbiene

42 02375 Die Honigbiene: Arbeitsvideo / 4 Kurzfilme
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VHS 42 02375 (FWU) / 750739 (Klett)
21 min
Die Honigbiene
Arbeitsvideo / 4 Kurzfilme
Wie bei allen Staaten bildenden Insekten ist auch bei der Honigbiene das Zusammenleben im
Staat genauestens geregelt. Je nach Alter und Geschlecht übernehmen die Tiere im Laufe
ihres kurzen Lebens die unterschiedlichsten Aufgaben: So ist die Arbeiterin nacheinander
Reinigungsbiene, Ammenbiene, Baubiene, Wächterin am Flugloch und schließlich Sammlerin
von Nektar und Pollen. Bei Bedarf übernehmen die Bienen auch andere Aufgaben. Dies ist
nur möglich, weil wichtige Informationen in kurzer Zeit von Biene zu Biene über den ganzen
Stock verbreitet werden. Am bekanntesten sind hierfür die Bienentänze (Rund- und
Schwänzeltanz), die die Lage einer Futterquelle anzeigen. Mit ihren Fühlern können die
Bienen weitere, wichtige Informationen vermitteln, und die Weitergabe von Botenstoffen, die
von der Bienenkönigin abgegeben werden, ergänzen die Verständigungsmöglichkeiten der
Bienen untereinander. Wie ausgeprägt die Sinnesorgane der Honigbiene sind, vermitteln die
Versuche zum Farbensehen.
1 Arbeitsteilung
6,5 min
2 Nahrungsbeschaffung
3,0 min
3 Verständigung
7,0 min
4 Farbensehen
4,0 mn
Lernziele
Kenntisse erwerben über den Tätigkeitswechsel einer Arbeiterin im Laufe ihres Lebens:
erkennen, dass die Bienen im Stock Informationen mithilfe von Signalstoffen austauschen;
verstehen, dass die Bienen mithilfe der Bienentänze bestimmte Informationen über die
Futterquelle weitergeben; beobachten, wie eine Farbdressur durchgeführt wird, sowie die
Fehlermöglichkeiten und deren Ausschaltung verstehen.
Zum Inhalt
Zu den Filmen
Ameisen, Termiten sowie zahlreiche Faltenwespen und Bienen werden als Staaten bildende
(=eusoziale) Insekten bezeichnet. Die bekannteste Staaten bildende Biene ist die Honigbiene,
Apis mellifera LINNAEUS, 1758. Wie alle eusozialen Insekten hat sie drei charakteristische
Eigenschaften:
1) Zusammenarbeit mehrerer Individuen bei der Brutpflege.
2) Arbeitsteilung bei der Fortpflanzung; es gibt fortpflanzungsfähige Geschlechtstiere
und Arbeitsindividuen, bei der Honigbiene die Drohnen, Königinnen und
Arbeiterinnen.
3) Es greifen mindestens zwei Generationen ineinander über, bei Apis die Königin und
ihre Töchter, die Arbeiterinnen.
Obwohl der Mensch seit mehr als 4000 Jahren Imkerei betreibt, - älteste Darstellung auf einer
altägyptischen Tempelwand ca. 2400 v.Chr. – ist die Biene kein gezähmtes Haustier
geworden. Alle Rassen können bei klimatisch günstigen Bedingungen auch unabhängig vom
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Menschen leben. Die Entwicklung von der Eiablage bis zum Schlüpfen einer Arbeiterin
dauert 21 Tage – Ei: 3 Tage, Larve: 6,5 Tage, erwachsene Larve (=Streckmade) + Puppe 11,5
Tage – bei der Königin 16 und beim Drohn 24 Tage. Die Lebenserwartung einer Arbeiterin
beträgt im Sommer etwa 40 bis 45 Tage.
1. Arbeitsteilung
Die Arbeitsteilung geschieht nicht durch lebenslange Spezialisierung auf bestimmte
Tätigkeiten, sondern dadurch, dass jede Biene im Lauf ihres Lebens nacheinander die im
Stock und außerhalb notwendigen Arbeiten durchführt. Die jeweilige Haupttätigkeit ist mit
dem Funktionszustand der Futtersaft- bzw. Wachsdrüsen gekoppelt. Für den Arbeitskalender
einer Arbeiterin gilt im Sommer folgendes Grundmuster:
1. bis 3. Tag: Zellen reinigen und Austapezieren der Zellen mit einem bakteriziden Sekret.
4. bis 9. Tag: Füttern und Pflegen der Larven als „Ammenbiene“. 1 bis 3 Tage alte Larven
werden ausschließlich mit eiweißhaltiger Bienenmilch aus den Futtersaftdrüsen im Kopf
ernährt. Ältere Larven erhalten zusätzlich Pollen und Nektar als Nahrung. Nur die
zukünftigen Königinnen werden zeitlebens mit Bienenmilch (=Gelee royal) ernährt. Um
Bienenmilch in der nötigen Menge herstellen zu können, müssen die Ammenbienen viel
eiweißhaltigen Pollen fressen, den sie sich selbst aus den Vorratszellen holen. Nach 6,5 Tagen
sind die Arbeiterinnenlarven erwachsen. Ihre Gewichtszunahme ist phantastisch; bei gleicher
Gewichtszunahme wöge ein 5 Pfund schwerer Säugling nach 6,5 Tagen 12 Zentner.
10. bis 16. Tag: „Baubiene“. Die Futtersaftdrüsen schrumpfen, die Wachsdrüsen werden
funktionsfähig. Die über den Wachsdrüsen abgeschiedenen Wachsplättchen werden mit
spitzen Borsten am Ende des Metatarsus (=1. Fussglied) der Hinterbeine aufgespießt und aus
den Taschen zwischen den Hinterleibssterniten (= Bauchplatten) herausgezogen. Das Wachs
wird an die Mandibeln weitergereicht und zum Bau neuer und Ausbessern alter Waben
verwendet. Brutzellen mit erwachsenen Larven werden mit Wachsdeckel überzogen.
17. bis 19. Tag: Haupttätigkeit wird nun das Honigmachen und Pollenstampfen. Von
heimkehrenden Sammelbienen wird der Nektar übernommen und die Saccharose mit dem
Ferment Invertase in D-Glucose (= Dextrose) und D-Fructose (=Laevulose) gespalten. Der
Wassergehalt des Honigs wird vermindert, indem die Biene kleine Portionen auf die
ausgestreckten Mundwerkzeuge auswürgt und auf der großen Oberfläche Wasser verdunsten
lässt. Der Honig wird in Vorratszellen gebracht und mit Wachs gedeckelt. Der Wasserentzug
und der luftdichte Verschluss verhindern, dass der Honig durch Gärung verdirbt. Der
gesammelte Pollen wird von den Sammelbienen in die Zellen hinein abgestreift. Soweit er
nicht sofort verbraucht wird, wird er von Pollenstampfern mit dem Kopf in den Zellen als
Vorrat festgestampft.
Etwa 20. Tag: Ein Teil der Arbeiterinnen geht als Wächter an den Nesteingang. Nur
Stockgenossen, die sie am Stockduft erkennen, werden hereingelassen. Schon während ihres
Lebens als Stockbienen etwa ab dem 3. Lebenstag machen die jungen Arbeiterinnen erste
Ausflüge aus dem Stock. Orientierungsflüge in die unmittelbare Nachbarschaft, um sich die
Lage des Flugloches einzuprägen.
Etwa 21. Tag bis zum Tod: Sammelbiene. Außer Pollen und Nektar wird Pflanzenharz
(=Propolis) zum Abdichten des Stockes und im Sommer Wasser zur Kühlung des
Stockinneren gesammelt.
Ein noch genaueres Bild der Arbeitsteilung im Bienenstaat erhielt man durch
Dauerbeobachtung einzelner markierter Arbeiterinnen in Nestern mit Glaswänden. Dabei
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stellte sich heraus, dass die Haupttätigkeiten zwar in der angegebenen Weise aufeinander
folgen, dass aber dazwischen auch andere Tätigkeiten verrichtet werden können. Eine
Ammenbiene kann auch bauen oder Zellen putzen, wenn es nötig ist. Sehr viel Zeit wird
durch Ruhepausen oder auf Patrouillengängen durch das Nest verbraucht. Während des
patroullierens holt sich die Biene selbst die notwendige Information darüber, was jeweils im
Stock zu tun ist. Der altersbedingte ist also eine situationsbedingte Arbeitsteilung überlagert.
Jede Biene ist im Nest ihr eigener Informant und Auftraggeber, dazu dient das Patroullieren.
Die langen Ruhepausen haben ebenfalls eine wichtige Funktion. Die Müßiggänger sind der
Reservetrupp, der jederzeit an kritischen Punkten des Arbeitsmarktes eingesetzt werden kann,
z.B. für den Nahrungserwerb, wenn eine günstige Nahrungsquelle entdeckt ist. Die
Ruhepausen bedeuten also Bereitschaftsdienst.
2 Nahrungsbeschaffung
Nektarsammeln. Der Leck- und Saugrüssel der Honigbiene besteht aus den Unterkiefern
(=Maxillen) und der Unterlippe (=Labium). Die Mundteile bilden um die Zunge (=die
miteinander verwachsenen Glossae der Unterlippe) herum das Nahrungsrohr. Die
Seitenränder der Zunge sind nach hinten umgeschlagen und legen sich zu einer nahezu
geschlossenen Rinne zusammen, diese Rinne dient als Speichelrohr. Ist reichlich Nektar
vorhanden, so wird er durch das Nahrungsrohr aufgesogen. Dabei wirken Kapillarkräfte und
Saugpumpen (=Muskeln, die den Mundvorraum und den Pharynx erweitern) zusammen.
Kleinste Nektarmengen werden aufgeleckt, indem die Zunge aus dem Nahrungsrohr
herausgestreckt und auf den Nektar gedrückt wird. Die dicht mit mikroskopisch kleinen
Härchen besetzte Zunge hält den Nektar wie ein Schwamm zwischen den Härchen fest.
Anschließend wird die Zunge wieder ganz in das Nahrungsohr zurückgezogen. Ist Nektar
oder Honigtau (=zuckerhaltiger Blattlauskot) eingetrocknet, so kann der Zucker mithilfe von
Speichel, der über das Speichelrohr an die Spitze des Rüssels gelangt, aufgelöst und
aufgesaugt werden. Zum Transport des Nektars dient der Honigmagen (=Kropf). In Ruhe
kann der Rüssel doppelt gefaltet unter den Kopf eingeklappt werden.
Pollensammeln und Pollentransport. Sind die Staubgefäße (=Antheren) beim Blütenbesuch
noch geschlossen, so können sie mit den Mandibeln aufgebissen und der Pollen mit den
Tarsen der Vorderbeine herausgekratzt werden. Der Pollen insektenblütiger Pflanzen ist durch
den Pollenkitt meist klebrig genug, der Pollen windblütiger Pflanzen kann mit etwas
erbrochenem Nektar angefeuchtet und klebrig gemacht werden. Das Ausbürsten des Pollens
aus dem Haarkleid und das Höseln wird in der Regel im Flug ausgeführt. Als Pollenbürsten
dienen die dicht und kurz behaarten Innenseiten der vergrößerten Metatarsen aller Beinpaare.
Kopf, Mandibeln und der vordere Teil des Thorax werden von den Vorderbeinen abgebürstet,
der übrige Thorax von den Mittelbeinen. Sie übernehmen auch den Pollen aus den
Metatarsusbürsten der Vorderbeine derselben Körperseite. Die Hinterbeine bürsten den
Hinterleib aus und übernehmen den Pollen von den Mittelbeinen derselben Seite. So wird der
Pollen in den stark vergrößerten Metatarsusbürsten der Hinterbeine gesammelt. Am Ende der
Hintertibien befindet sich an der Innenseite eine Reihe dicht stehender kräftiger Borsten, der
Pollenkamm.
Durch Gegeneinanderreiben der Hinterbeine wird der Pollen mit dem Pollenkamm aus der
Bürste des gegenüberliegenden Beines herausgekämmt. Er gelangt dadurch auf das außerhalb
des Kammes gelegene verbreiterte Ende der Schiene (=Tibia). Der verbreiterte Oberrand des
Metatarsus, der Fersenhenkel (=Pollenschieber) bildet mit dem Tibienende die Pollenzange.
Wird der Fersenhenkel gegen das Tibienende bewegt, so schließt sich die Pollenzange, eine
Portion Pollen wird von unten in das Körbchen auf der Außenseite der Hinterschiene
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hineingedrückt. Die mit Pollenmassen gefüllten Körbchen werden als Höschen bezeichnet, sie
werden von Zeit zu Zeit mit den Mittelbeinen festgeklopft. Nach der Rückkehr in den Stock
werden die Höschen mit den Mittelbeinen in eine Vorratszelle hinein abgestreift.
3 Verständigung
Entdecker der Bienensprache ist Karl von Frisch (1923). Findet ein Kundschafter eine
ergiebige Futterquelle mit hohem Zuckergehalt in der Nähe des Stockes, so führt er nach der
Rückkehr einen Rundtanz auf. (Bei geringem oder minderwertigem Nahrungsangebot wird
gar nicht oder nicht ausdauernd getanzt.) Der Rundtanz enthält keine Information über die
Himmelsrichtung und über die genaue Entfernung der Futterquelle. Der Duft der
Nektarproben, die die Tänzerin in Tanzpausen anbietet, führen die Sammelbienen zum Ziel.
Liegt die Futterquelle weiter als etwa 40 bis 80 m vom Stock entfernt, so wird ein sog.
Schwänzeltanz aufgeführt. Der informativste Teil ist der Geradeauslauf, der unter seitlichem
Hin- und Herschlagen des Hinterleibes erfolgt, dem Schwänzeln.
Entfernungsangabe. Ist die Futterquelle weiter entfernt, so läuft die Biene beim Schwänzeln
langsamer. Die Biene gibt dabei nicht die absolute Entfernung zum Ziel an, sondern den
Energieverbrauch. Herrscht Rückenwind, so schwänzelt sie kürzer als bei Windstille, um
dasselbe Ziel anzuzeigen.
Richtungsangabe. Normalerweise findet der Tanz im Stock statt. An heißen Sommertagen,
wenn ein Teil der Sammelbienen die Kundschafter schon vor dem Flugloch erwartet, kann
auch auf dem waagerechten Abflugbrettchen getanzt werden. Als Kompass dient die Sonne,
liegt das Ziel z.B. 20° rechts von der Sonne, so hält die Tänzerin beim Schwänzeln denselben
Winkel zur Sonne ein, den sie beim Abflug zum Ziel hatte, also 20° rechts von der Sonne.
Auf den senkrechten Waben im dunklen Stock wird der Winkel zur Sonne als Winkel zur
Schwerkraft wiedergegeben. Schwänzeltänze genau senkrecht nach oben bedeuten, dass sich
die Futterquelle genau in Richtung zur Sonne befindet. In unserem Beispiel würden die
Bienen 20° rechts zur Senkrechten schräg nach oben tanzen.
Außer Richtung und Zeitdauer des Schwänzellaufes enthalten auch beim Schwänzeln
abgegebene Töne, die mit den Fühlern wahrgenommen werden, wichtige Informationen über
die Entfernung und Richtung der Futterquelle. Die Töne (ca. 260 Hz) werden durch
Vibrationen der Flugmuskulatur erzeugt. Anhand der Vibrationssignale können
Nachttänzerinnen im Dunkel des Stockes die Dauer des Schwänzeltanzes registrieren.
Untersucht man verschiedenen Bienenrassen, so findet man kleine Unterschiede in der
zeitlichen Abstimmung der Schwänzeltänze. Die Rassen sprechen verschiedene Dialekte. Am
schnellsten tanzt in Mitteleuropa die Kärntische, am langsamsten die Italienische
Honigbienenrasse. Auch der Übergang vom Rundtanz zum Schwänzeltanz erfolgt bei den
einzelnen Rassen in unterschiedlicher Entfernung vom Nest.
4 Farbensehen
Der Nachweis des Farbensehens bei Bienen gelang Karl von Frisch (1914) mit
Dressurversuchen, die wie die im Film gezeigten aufgebaut waren. Die physiologische
Grundlage ist wie beim Menschen ein Dreifarbensystem (=trichromatisches Farbensehen) das
Spektrum der Honigbiene ist allerdings zum kurzwelligen Licht hin verschoben. Die Biene ist
UV-sichtig aber rotblind. Die hat drei Sehzellentypen, den UV-Rezeptor mit einem
Empfindlichkeitsmaximum bei 340 nm, einen Blaurezeptor (463 nm) und einen Grünrezeptor
(530 nm). Zu jedem Sehkeil (=Ommatidium) des Komplexauges gehören neun Sehzellen, alle
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drei Sehzelltypen sind vertreten: drei untraviolett empfindliche, zwei bau empfindliche und
vier grün empfindliche Sehzellen. Alle Sehpunkte, aus denen sich das Sehbild der Bienen
mosaikartig zusammensetzt, sind trichromatisch, können also farbig gesehen werden. Die
Sehpigmente liegen in den Membranen der Mikrovillisäume der Sehzellen. Die Mikrovilli
aller neun Sehwellen bilden im Ommatidium einen zentralen Sehstab (=geschlossenes
Rhabdom). Da der Sehstab optisch dichter als seine Umgebung ist, verläuft das Licht in ihm
verlustarm wie in einem technischen Lichtleiter.
Hinweis
Bei dieser Produktion handelt es sich um eine Bearbeitung der S-8-Filme: 36 00416
Honigbiene/Arbeitsteilung, 36 00417 Honigbiene/Duft – Geruch – Rundtanz, 36 00418
Honigbiene/Schwänzeltanz, 36 00419 Honigbiene/Nachweis des Farbensehens, 36 00232
Bienen sammeln Nektar.
Produktion
FWU Institut für Film und Bild und Ernst Klett Verlag GmbH, 1999
Realisation und Kamera
Wolf Schwan
Fachberatung und Begleitkarte
Prof. Dr. Konrad Schmidt
Bildnachweis
IFA-Bilderteam
Redaktion
Cornelia Berner
Pädagogische Referentin im FWU
Sonja Riedel
Verleih durch Landes-, Kreis- und Stadtbildstellen/Medienzentren
Verkauf durch FWU Institut für Film und Bild, Grünwald
Nur Bildstellen/Medienzentren:
öV zulässig
© 1999
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in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH
Geiselgasteig
Bavariafilmplatz 3
D-82031 Grünwald
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