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Sozialverhalten: Gen bestimmt den Lebensrhythmus der Honigbiene

Bienen auf einer Taschenuhr | Die Lebensphasen von Bienen werden durch eine wechselseitige Unterdrückung des Proteins Vitellogenin und des Juvenilhormons bestimmt.
Das Gen für das Protein Vitellogenin koordiniert bei der Honigbiene zentrale Bereiche des sozialen Lebens, entdeckte ein Team um die Entomologin Mindy Nelson von der Universität von Kalifornien in Davis. In einem komplexen Zusammenspiel mit einem Hormon bestimmt es demnach, bis zu welchem Zeitpunkt die Arbeiterinnen eines Bienenstockes sich der Brutpflege widmen und ab wann sie zur Nahrungssuche ausfliegen. Auch die späteren Präferenzen für Pollen oder Nektar werden von dem Gen beeinflusst.

Die Arbeiterinnen der Honigbiene widmen sich zu Beginn ihres Lebens ausschließlich der Pflege des Larven ihres Nestes. Erst ab der dritten Wochen fliegen sie auf Nahrungssuche, bei der sie sich entweder auf Pollen oder auf Nektar spezialisieren. Diese Arbeit verrichten sie dann bis zu ihrem Tode. Seit der Sequenzierung des Honigbienen-Genoms im Herbst vergangenen Jahres wurde vermutet, dass Vitellogenin bei der Umstellung von der Brutpflege auf die Nahrungssuche eine entscheidende Rolle spielen könnte.

Die Forscher um Mindy Nelson schalteten daher bei über einhundert Honigbienen mittels RNA-Interferenz das Vitellogenin-Gen aus und verglichen die derart manipulierten Insekten mit ihren Artgenossen. Die behandelten Bienen wandten sich früher der Nahrungssuche zu und bevorzugten dabei das Einsammeln von Nektar. Auch starben sie früher als ihre Artgenossen.

Hinter diesem Verhalten steckt nach der Ansicht der Forscher ein komplexes Zusammenspiel des Vitellogenin-Proteins mit dem so genannten Juvenilhormon der Honigbiene, das maßgeblich an der Kontrolle der Synthese von Proteinen beteiligt ist. Dieses beeinflusst einerseits die Produktion des Vitellogenin-Proteins, wird aber andererseits auch von diesem unterdrückt. In den ersten Wochen des Arbeiterinnenlebens unterdrückt das Vitellogenin demnach das Juvenilhormon, was die Arbeiterinnen zur Brutpflege animiert. Ab der dritten Woche gewinnt dann wiederum das Hormon die Überhand, die Nahrungssuche wird eingeleitet. Die Höhe des so kontrollierten Vitellogenin-Levels schließlich bestimmt, ob die Bienen sich auf Pollen oder Nektar spezialisieren.

Den früheren Tod der manipulierten Bienen erklären sich die Forscher damit, dass Vitellogenin den Körper vor freien Radikalen schütze.

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