Forscher enthüllt das geheime Leben der Hummeln

31. August 2023

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von Roy Rivenburg, University of California, Irvine

Bienen, die Mikrobrauereien bauen, ein Miniaturkarussell fahren und möglicherweise sogar Windeln tragen: Im UCI-Labor des Biologen Tobin Hammer finden allerlei ungewöhnliche Projekte statt.

Ausgestattet mit Schmetterlingsnetzen und umgerüsteten Handstaubsaugern sperren Hammer und sein Team die Insekten ein, verfolgen ihr Verhalten und untersuchen ihre Mikrobiome – die Bakterien und Viren im Darm der Bienen.

Ziel sei es, nicht nur die Gesundheit von Wildbienen, sondern auch von Menschen zu verbessern, deren Mikrobiome einigermaßen ähnlich seien, sagt Hammer, Assistenzprofessor für Ökologie und Evolutionsbiologie.

Im Gegensatz zu Honigbienen, die ausführlich erforscht sind, sind Hummeln und Solitärbienen weitgehend ein Rätsel. „Wir wissen sehr wenig über die meisten Bienen“, sagt Hammer, der anmerkt, dass etwa 70 % der 20.000 Arten auf der Welt unter der Erde leben und nur sehr wenige Honig produzieren.

Eine Sorte braut aus fermentiertem Pollen und Agavennektar eine nach Bier duftende Flüssigkeit. Aber die Art ist schwer zu finden, auch weil sie im Dunkeln, meist gegen Morgengrauen, auf Nahrungssuche geht. „Ich habe zwei Monate in Costa Rica verbracht und nach dieser Biene gesucht, aber nie eine gefunden“, sagt Hammer. Doch als in der Nähe einer Geisterstadt in Arizona mehrere Nester auftauchten, stürzten er und eine Gruppe Wissenschaftler herbei, um Gefangene einzutreiben und ihre unterirdischen Lebensräume zu untersuchen. Im April veröffentlichten sie einen Artikel über die „Bienenbrauereien“.

Hammer wollte kein Insektenforscher werden.

Er wuchs in der Nähe von Redding, Kalifornien, auf und wollte Löwen in freier Wildbahn studieren. Aber in der Graduiertenschule beschäftigte sich Hammer mit Käfern, veranstaltete „Moth Mania“-Ausstellungen in Colorado und stellte bei einem Rodeo in Texas zischende Kakerlaken und metallisch grüne Schweißbienen zur Schau. Er analysierte auch die Innereien von Raupen und war Mitautor einer Studie, die zeigte, dass die Fütterung von Antibiotika an Kühe deren Methanausstoß verdoppelte.

An der UCI erforscht Hammer die Hummelbiologie mit hochentwickelten DNA-Sequenzierungsgeräten und verschiedenen seltsamen Geräten. Zur Messung von Fluggeschwindigkeit und Distanz dient ein winziges Karussell, bei dem die Insekten an einer rotierenden Mittelsäule befestigt sind. Ein anderes Gerät verfolgt soziale Interaktionen über QR-Codes, die auf dem Rücken jeder Biene angebracht sind.

Ein Tank mit Kohlendioxid wird verwendet, um die Lebewesen auszuschalten, bevor Experimente durchgeführt oder sie in eine klimatisierte Kammer überführt werden, in der früher Schlangen untergebracht waren. Rote Lichter erhellen den Raum, da die Farbe die Sicht der Hummeln beeinträchtigt und so die Wahrscheinlichkeit von Stichen und Fluchten verringert.

Die flauschigen, gelb-schwarzen Kreaturen kommen von Unternehmen zur UCI, die Insekten für Landwirte züchten, und sie sind großartige Eisbrecher.

„Wenn ich jemandem erzähle, dass ich mit Bienen arbeite, sind sie immer begeistert“, sagt Hammer. Manchmal zu aufgeregt. Sein Büro ist voller Magnete, Tassen, Aufkleber und anderer Geschenke mit Bienenmotiv. „Das größte Problem sind jedoch die ganzen Wortspiele“, sagt er.

Hammers Forschung ist voller kurioser Fußnoten. Als Student an der UC San Diego brachte er Honigbienen bei, ihre Zunge herauszustrecken, um eine Studie durchzuführen, die zeigte, dass sie zwischen warmen und kalten Speisen unterscheiden konnten. Später, als Postdoktorand an der University of Texas in Austin, erfuhr er, dass der von Campusbienen produzierte Honig nach Dr. Pepper und Kaugummi schmeckte, weil die Schwärme oft Mülltonnen nach Nahrung plünderten.

Sein vielleicht skurrilstes Projekt, das letztes Jahr angekündigt wurde, ist der Versuch, eine Hummelwindel zu entwerfen. Im Erfolgsfall würde es seinem Team ermöglichen, Darmmikrobiome zu untersuchen, ohne Bienen töten zu müssen. Als Hammer die Idee während einer Präsentation vor UCI-Wissenschaftlern kurz erwähnte, „war die Windel alles, worüber sie danach reden wollten“, sagt er.

Im Moment ist der Vorschlag jedoch größtenteils fantasievoll. Selbst wenn ein Prototyp entwickelt würde, wie würden Forscher ihn am Hintern einer Biene befestigen? „Das ist die Millionen-Dollar-Frage“, räumt Hammer ein. „Wir brauchen jemanden, der gut im Kunsthandwerk ist.“

Ein Bienenabführmittel kann ebenfalls unerlässlich sein. „Es ist wirklich schwer, sie zum Kacken zu bewegen“, sagt er. „Wir haben versucht, ihnen unterschiedliche Saccharosekonzentrationen zu verabreichen“, aber es ist keine Zauberformel dabei herausgekommen.

So ungewöhnlich eine solche Forschung auch klingen mag, dahinter steckt ein ernster Zweck. Wildbienen seien gefährdet, sagt Hammer, und manche Hilfsmaßnahmen hätten den gegenteiligen Effekt.

„Jeder möchte ‚die Bienen retten‘, aber damit sind in der Regel Honigbienen gemeint, die nicht vom Aussterben bedroht sind“, erklärt er. Darüber hinaus konkurrieren Honigbienen mit ihren zahlenmäßig unterlegenen Artgenossen um Nahrung und können ihnen auch Krankheiten übertragen, sagt Hammer.

Um wilde Bestäuber zu schützen, schlägt er vor, mehr Blumen zu pflanzen, weniger Pestizide zu verwenden und Nistplätze in Höfen zu schaffen – ausgrabbare Erde und selbstgebaute oder im Laden gekaufte „Bienenhotels“, das Insektenäquivalent von Vogelhäuschen.

Zurück im Labor arbeiten Hammer und sein Team unterdessen an allem, von im Dunkeln leuchtenden Darmbakterien (für einfachere Mikrobiomstudien) bis hin zu Hummel-Probiotika (für eine verbesserte Insektengesundheit). Letzteres könnte sogar die Resistenz gegen Krankheitserreger stärken.

Es gibt nur einen Haken, sagt Hammer: „Wie bringt man eine Biene dazu, ein Probiotikum einzunehmen?“

Zur Verfügung gestellt von der University of California, Irvine