Verhaltensforschung: Denn sie wissen, was sie tun
Summ, summ, summ, Bienchen, summ herum? Totaler Blödsinn, wenn man einmal genauer hinsieht: Bienen, Hummeln und Konsorten hüpfen eigentlich nie zum puren Lustwandeln von Blüte zu Blüte. Im Gegenteil - je ausgefeilter sie die Nektarsuche gestalten, desto größer der Erfolg ihrer Staaten.
Die Hummel in Frage zu stellen hat Tradition – mindestens seit findige Aerodynamiker zum ersten Mal behaupten, das Insekt könne nach den Gesetzen ihrer Zunft eigentlich nicht fliegen. So gesehen befinden sich zwei Forschergruppen in bester Tradition, wenn sie den Mut zur naiven Skepsis zeigen, zwei irgendwie wirklichkeitsferne Negativhypothesen zur Hummelbiologie aufstellen – und sie anschließend mit den einleuchtenden Gründen widerlegen, um die es ihnen von Anfang an eigentlich gegangen war.
Zuerst vielleicht zu Ipek Kulahci, ihres Zeichens Biologin der Universität von Arizona. Um der intellektuellen und experimentellen Herausforderung willen, zwingt sie sich und ihr Team zur Frage, warum Blumen zur Anlockung ihrer Bestäuber eigentlich auf mehreren Kanälen gleichzeitig um die Aufmerksamkeit ihrer Bestäuber buhlen – also zum Beispiel nicht nur schön bunt leuchten, sondern zugleich auch noch gut riechen, um Bienen und Hummeln anzuziehen. Das, so die Überlegung, kostet doch unnötig Energie? Und zwar nicht nur die Pflanzen, sondern auch die Nektar naschenden Hautflügler, die sich komplizierte Sinnesorgane leisten, um beide Reize verlässlich zu orten. Wo liegt also, so die wissenschaftlich imposantere Übersetzung der Frage, der Sinn von "multimodalen Signalen" in der Kommunikation von Blumen und Bienen?
Ein Gegenexperiment zur bizarr Energie verschwendenden natürlichen Situation sollte die Antwort liefern: Die Forscher bastelten sich dazu monomodular sendende Nektartankstellen – also Blumenersatz, der entweder nur blütenfarbig oder blütenduftend gestaltet war – für ein paar hungrige Versuchshummeln der Spezies Bombus impatiens. Falls der Bausatz besser ankommt als eine Blume, muss die Natur wohl irgendetwas falsch gemacht haben.
Natur oder Kunst?
Im Großen und Ganzen war den Tieren tatsächlich erst einmal egal, woher sie ihre Leckereien beziehen: Sie ließen sich sowohl auf den Anflug duftender wie auf das Ansteuern leuchtender Nektarspender trainieren. Hatten die Tiere dann einmal einen Reiz mit einer Belohnung verknüpft, so suchten sie die mit diesem Reiz verknüpften Attrappen später schneller und bevorzugt auf.
Spannung versprach nun aber ein Vergleich mit solchen Spendern, die gleichzeitig dufteten und in Lockfarben erstrahlten – eben der relativ naturnahen, multimodular buhlenden Blume. Das Resultat trägt gottlob zur Ehrenrettung der Natur bei: Tatsächlich ergaben die mühevolle ausgewerteten Hummelflugtestreihen, dass sie eindeutig "effizienter" erkannt wird – wobei "Effizienz" hier das optimiert abgewogene Produkt aus Geschwindigkeit und Genauigkeit meint, mit der die summenden Versuchskaninchen sich im Futterangebot bewegen [1].
Die Nektarsammler wägen – wie übrigens auch Mensch, Maus und Ameise in bestimmten Lebenssituationen – verhaltensbiologisch stets zwischen einer schnellen und einer sicheren Entscheidung und lernen daraus für die Zukunft. Eben dieser Lernprozess aber verkürzt sich durch ein höheres Reizangebot, schlussfolgern Kulahci und Co – zumindest bei Hautflüglern auf Futtersuche: Ein Mehr gegebener Signale sorgt bei Hummeln für vernachlässigbar längere Nachdenkpausen bei der Wahl einer Blüte, insgesamt aber entscheidend treffsicherere Erfolgsraten im Blütenmeer. Daher lohnt es sich für Blumen, ihren Lieblingsbestäuber ein optimales Lernklima in der herausfordernden Umwelt anzubieten, auch wenn dazu etwas höhere energetische Anfangsinvestitionen notwendig sind.
So schließt sich der Kreis zur biologischen Wirklichkeit, die der Ausgangspunkt der Fragestellung gewesen ist. Einen ganz ähnlichen Erfolg feiern auch Nigel Raine und Lars Chittka von der Universität London bei ihrer Untersuchung zum Lernverhalten der Erdhummel Bombus terrestris. Ihre Versuchstiere rekrutierten die Wissenschaftler aus unterschiedlichen Kolonien und trainierten sie dann im Labor auf unnatürliche Signale, um die Lernperformance der Vertreter evaluieren zu können.
Schnell zum Nektar
So mussten die hungrigen Hautflügler etwa gelbe Blumenattrappen mit und blaue ohne Nektar-Leckerei unterscheiden, während die Forscher die Geschwindigkeit des Lernfortschrittes festhielten. Zur Überraschung der Wissenschaftler unterschieden sich dabei nicht nur einzelne Individuen, sondern eher noch unterschiedliche Stöcke. Die schnellen Lernfortschritte entpuppten sich dann im Anschlussversuch als durchaus nicht nur virtuell: Alle Kolonien, deren Vertreter im Experiment schnell blau von gelb unterscheiden gelernt hatten, sammelten auch im Freiland deutlich – exakt: bis um den Faktor 5 – mehr Nektar. Dabei waren anatomische Gegebenheiten wie die Größe der einzelnen Sammler nicht ausschlaggebend [2].
Was genau den Ausschlag zu besseren Lernleistungen gab, untersuchten die Forscher noch nicht. Vielleicht hilft ihnen dabei eine dritte Veröffentlichung auf die Sprünge, in der sich Heather Mattila und ihre Kollegen von der Cornell-Universität mit Honigbienen beschäftigt haben. Apis mellifera, so bewies das Team, zeigt den für die Nahrungssuche der Art entscheidend wichtigen Schwänzeltanz besonders dann in hoher Perfektion, wenn die Königin einer Kolonie sich mit vielen Männchen verpaart hatte – also die genetische Diversität des Stockes besonders hoch war [3]. Vielmännerei scheint demnach die zum Abschluss doch recht einfache Formel für Erfolg zu sein.
Als abschließende Warnung noch kurz der erneute Hinweis, dass man es sich bei der Beschreibung der Natur nicht zu einfach machen sollte – vor allem, wenn dann Schlussfolgerungen aus der Beschreibung und Realität kollidieren. Apropos: Hummeln können wohl doch fliegen, bestätigen indes auch Aerodynamiker. Zumindest – das bewies vor etwas mehr als zehn Jahren ein Team um Charles Ellington mit nicht allzu unterkomplexen Rechenmodellen [4] – können es Motten. Das sollte man gelten lassen.
Zuerst vielleicht zu Ipek Kulahci, ihres Zeichens Biologin der Universität von Arizona. Um der intellektuellen und experimentellen Herausforderung willen, zwingt sie sich und ihr Team zur Frage, warum Blumen zur Anlockung ihrer Bestäuber eigentlich auf mehreren Kanälen gleichzeitig um die Aufmerksamkeit ihrer Bestäuber buhlen – also zum Beispiel nicht nur schön bunt leuchten, sondern zugleich auch noch gut riechen, um Bienen und Hummeln anzuziehen. Das, so die Überlegung, kostet doch unnötig Energie? Und zwar nicht nur die Pflanzen, sondern auch die Nektar naschenden Hautflügler, die sich komplizierte Sinnesorgane leisten, um beide Reize verlässlich zu orten. Wo liegt also, so die wissenschaftlich imposantere Übersetzung der Frage, der Sinn von "multimodalen Signalen" in der Kommunikation von Blumen und Bienen?
Ein Gegenexperiment zur bizarr Energie verschwendenden natürlichen Situation sollte die Antwort liefern: Die Forscher bastelten sich dazu monomodular sendende Nektartankstellen – also Blumenersatz, der entweder nur blütenfarbig oder blütenduftend gestaltet war – für ein paar hungrige Versuchshummeln der Spezies Bombus impatiens. Falls der Bausatz besser ankommt als eine Blume, muss die Natur wohl irgendetwas falsch gemacht haben.
Natur oder Kunst?
Im Großen und Ganzen war den Tieren tatsächlich erst einmal egal, woher sie ihre Leckereien beziehen: Sie ließen sich sowohl auf den Anflug duftender wie auf das Ansteuern leuchtender Nektarspender trainieren. Hatten die Tiere dann einmal einen Reiz mit einer Belohnung verknüpft, so suchten sie die mit diesem Reiz verknüpften Attrappen später schneller und bevorzugt auf.
Spannung versprach nun aber ein Vergleich mit solchen Spendern, die gleichzeitig dufteten und in Lockfarben erstrahlten – eben der relativ naturnahen, multimodular buhlenden Blume. Das Resultat trägt gottlob zur Ehrenrettung der Natur bei: Tatsächlich ergaben die mühevolle ausgewerteten Hummelflugtestreihen, dass sie eindeutig "effizienter" erkannt wird – wobei "Effizienz" hier das optimiert abgewogene Produkt aus Geschwindigkeit und Genauigkeit meint, mit der die summenden Versuchskaninchen sich im Futterangebot bewegen [1].
Die Nektarsammler wägen – wie übrigens auch Mensch, Maus und Ameise in bestimmten Lebenssituationen – verhaltensbiologisch stets zwischen einer schnellen und einer sicheren Entscheidung und lernen daraus für die Zukunft. Eben dieser Lernprozess aber verkürzt sich durch ein höheres Reizangebot, schlussfolgern Kulahci und Co – zumindest bei Hautflüglern auf Futtersuche: Ein Mehr gegebener Signale sorgt bei Hummeln für vernachlässigbar längere Nachdenkpausen bei der Wahl einer Blüte, insgesamt aber entscheidend treffsicherere Erfolgsraten im Blütenmeer. Daher lohnt es sich für Blumen, ihren Lieblingsbestäuber ein optimales Lernklima in der herausfordernden Umwelt anzubieten, auch wenn dazu etwas höhere energetische Anfangsinvestitionen notwendig sind.
So schließt sich der Kreis zur biologischen Wirklichkeit, die der Ausgangspunkt der Fragestellung gewesen ist. Einen ganz ähnlichen Erfolg feiern auch Nigel Raine und Lars Chittka von der Universität London bei ihrer Untersuchung zum Lernverhalten der Erdhummel Bombus terrestris. Ihre Versuchstiere rekrutierten die Wissenschaftler aus unterschiedlichen Kolonien und trainierten sie dann im Labor auf unnatürliche Signale, um die Lernperformance der Vertreter evaluieren zu können.
Schnell zum Nektar
So mussten die hungrigen Hautflügler etwa gelbe Blumenattrappen mit und blaue ohne Nektar-Leckerei unterscheiden, während die Forscher die Geschwindigkeit des Lernfortschrittes festhielten. Zur Überraschung der Wissenschaftler unterschieden sich dabei nicht nur einzelne Individuen, sondern eher noch unterschiedliche Stöcke. Die schnellen Lernfortschritte entpuppten sich dann im Anschlussversuch als durchaus nicht nur virtuell: Alle Kolonien, deren Vertreter im Experiment schnell blau von gelb unterscheiden gelernt hatten, sammelten auch im Freiland deutlich – exakt: bis um den Faktor 5 – mehr Nektar. Dabei waren anatomische Gegebenheiten wie die Größe der einzelnen Sammler nicht ausschlaggebend [2].
Was genau den Ausschlag zu besseren Lernleistungen gab, untersuchten die Forscher noch nicht. Vielleicht hilft ihnen dabei eine dritte Veröffentlichung auf die Sprünge, in der sich Heather Mattila und ihre Kollegen von der Cornell-Universität mit Honigbienen beschäftigt haben. Apis mellifera, so bewies das Team, zeigt den für die Nahrungssuche der Art entscheidend wichtigen Schwänzeltanz besonders dann in hoher Perfektion, wenn die Königin einer Kolonie sich mit vielen Männchen verpaart hatte – also die genetische Diversität des Stockes besonders hoch war [3]. Vielmännerei scheint demnach die zum Abschluss doch recht einfache Formel für Erfolg zu sein.
Als abschließende Warnung noch kurz der erneute Hinweis, dass man es sich bei der Beschreibung der Natur nicht zu einfach machen sollte – vor allem, wenn dann Schlussfolgerungen aus der Beschreibung und Realität kollidieren. Apropos: Hummeln können wohl doch fliegen, bestätigen indes auch Aerodynamiker. Zumindest – das bewies vor etwas mehr als zehn Jahren ein Team um Charles Ellington mit nicht allzu unterkomplexen Rechenmodellen [4] – können es Motten. Das sollte man gelten lassen.
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