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Verhaltensforschung: Intelligenztest für Immen

Im Stock erweisen sie sich als begnadete Tänzer, beim Veredeln des Nektars als versierte Chemiker und beim Errichten der sechseckigen Waben als Baumeister par excellence. Wen erstaunt es da, dass Honigbienen zu beachtlichen Gedächtnisleistungen fähig sind?
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Ihr Gehirn ist zwar sehr klein, dennoch beeindrucken Honigbienen (Apis mellifera) mit ihrem Vermögen, Aufgaben zu lernen und sich einzuprägen. Überraschend reich, komplex und anpassungsfähig sind ihre Wahrnehmungs- sowie kognitiven Fähigkeiten. Die Insekten können generelle Eigenschaften eines Reizes abstrahieren – wie die Orientierung oder Symmetrie – und diese anwenden, um zwischen anderen, bislang unbekannten Reizen zu unterscheiden.

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Apis mellifera | Honigbienen (Apis mellifera) besitzen ein bemerkenswert gutes und anpassungsfähiges Kurzzeitgedächtnis: In Experimenten konnten sie sich sogar bis zu fünf Sekunden nach einmaliger Präsentation eines Musters an den Reiz erinnern. Als Belohnung für ihre Leistung erhielten sie Zugang zu einer Zuckerlösung.
Erfolgreich lassen sie sich darin unterrichten, neuen Hinweisen zum Aufspüren von getarnten Objekten nachzugehen. Und sie können lernen, mithilfe symbolischer Regeln durch ein vielfach verzweigtes Labyrinth zu navigieren. Kurzum: Höhere kognitive Funktionen stellen kein exklusives Privileg von Wirbeltieren dar. Selbst ein Organismus mit einem relativ einfachen Nervensystem kann wesentliche Elemente von vielen komplexen Verhaltensweisen zeigen.

In einer Reihe von Laborexperimenten untersuchte nun Shaowu Zhang von der Australischen National-Universität zusammen mit Kollegen von der Universität Würzburg genauer, welche Leistungen das Kurzzeitgedächtnis von Honigbienen erbringen kann. Für jeden Versuch trainierten die Forscher etwa 15 individuell markierte Kandidaten, durch einen Tunnel zu fliegen und an dessen Ende in ein "Entscheidungszimmer" einzutreten. Dort galt es, sich an ein Muster – wie beispielsweise konzentrische Ringe – zu erinnern, das die Tiere zuvor an einer bestimmten Stelle im Tunnel passiert hatten. Trafen die Versuchstiere unter zwei Vergleichsmustern die richtige Wahl, erhielten sie Zugang zu einer Zuckerlösung als Belohnung. Im anderen Fall gingen sie leer aus, durften jedoch einen weiteren Versuch wagen.

Zunächst untersuchten die Forscher, wie lange die Honigbienen das Muster im Gedächtnis behielten. Dazu variierten sie die Entfernung zwischen dem Muster im Tunnel und dem Raum der Entscheidung: Die zurückzulegende Strecke lag zwischen 25 und 575 Zentimeter.

Beim Lerntest mit einer Distanz von 25 Zentimetern meisterten die Bienen ihre Aufgabe mit Bravour: Trafen sie nach durchschnittlich 1,24 Sekunden im Entscheidungszimmer ein, so wählten sie bevorzugt das richtige Muster aus. Und die Insekten konnten sich sogar bis zu fünf Sekunden später sowie nach einer zurückgelegten Entfernung von 275 Zentimetern gut an das präsentierte Muster erinnern. Folglich besitzen sie einen "Arbeitsspeicher", der mit ihren letzten Erlebnissen geladen bleibt.

Nahm die Distanz und somit die Flugzeit zu, fiel den Bienen die korrekte Wahl zunehmend schwerer. Bei einer Strecke von 475 Zentimetern sackte ihre Leistung auf das Zufallslevel ab.

Im zweiten Experiment trainierten die Forscher ihre Probanden auf ein "richtiges" Muster, das sie stets 120 Zentimeter entfernt von der Entscheidungskammer installierten. Anschließend konfrontierten sie die Tiere im Tunnel mit einem zweiten, "falschen" Muster, dessen Position variierte: Entweder befand es sich 50 Zentimeter vor oder 70 Zentimeter hinter dem korrekten Muster. Die Aufgabe für die Bienen bestand nun darin, das richtige Muster in der Trainingsdistanz als Hinweis zu nutzen, das andere hingegen zu ignorieren.

In den Lerntests schnitten die Bienen gut ab, denn im Entscheidungsraum wählten sie das korrekte Muster. Selbst ein weiteres, falsches Muster im Tunnel irritierte sie nicht: Noch immer bevorzugten sie später das passende – egal, ob sie das unrelevante Muster vor oder hinter dem korrekten passierten.

In Transfertests platzierten die Forscher das richtige Muster 50 Zentimeter und das falsche 170 Zentimeter vor dem Eingang zum Entscheidungszimmer, sodass sich keines in der Trainingsdistanz von 120 Zentimetern befand. Diese Anordnung verwirrte die Bienen völlig: Ihre Leistungen bewegten sich nunmehr auf dem Zufallsniveau. Offenbar unterschieden die Tiere zwischen dem wichtigen und unbedeutenden Muster, indem sie deren Positionen im Tunnel zugrunde legten.

Im dritten Experiment trainierten die Wissenschaftler die Insekten mit zwei hintereinander angeordneten Mustern im Tunnel – wiederum einem richtigen und einem falschen. Deren Positionen veränderten sie regelmäßig und gleichzeitig, doch die Entfernung zueinander betrug jeweils 50 Zentimeter. Auch die Abfolge blieb gleich. Mitunter galt es, das erste Muster zu beachten und das zweite zu ignorieren, mitunter war es genau umgekehrt. Anschließend prüften die Forscher anhand eines neuen Musterpaares, ob die Bienen die gelernte Regel verallgemeinern konnten.

Und tatsächlich: Im Entscheidungszimmer schnitten die Tiere nicht nur bei den Lerntests, sondern auch bei den Transfertests mit den unbekannten Mustern gut ab. Exakt wandten sie die sehr abstrakte Regel an.

Diese Aufgabe können die intelligenten Insekten nicht bloß bewältigt haben, indem sie sich die Position des relevanten Musters einprägten, denn diese variierte ständig. Die Ergebnisse deuten nach Ansicht der Forscher um Zhang darauf hin, dass die Bienen über ein bemerkenswert gutes sowie anpassungsfähiges Kurzzeitgedächtnis verfügen.
31.03.2005

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 31.03.2005

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