- Experimente bestätigten, dass Hummelköniginnen sogar unter Wasser atmen und mehr als eine Woche überleben können
- Beobachtet wurde, dass Königinnen, die den Winter in Diapause im Boden verbringen, selbst bei Überflutung Sauerstoff aufnehmen und Kohlendioxid abgeben
- Das Forschungsteam legte Belege dafür vor, dass anaerober Stoffwechsel und Atmung unter Wasser gleichzeitig wirken und so das Überleben ermöglichen
- Die Entdeckung begann mit einem zufälligen Laborunfall und wurde anschließend in systematischen Experimenten reproduziert
- Die Ergebnisse erweitern die bekannten Grenzen physiologischer Anpassung bei terrestrischen Insekten und stellen neue Fragen für die Erforschung des Schutzes von Bienen im Winter
Überlebensstrategie der Hummeln im Winter
- Es ist bekannt, dass mehr als 80 % aller Bienenarten ihre Nester unterirdisch bauen, wodurch sie dem Risiko von Überflutungen ausgesetzt sind
- Im Sommer sind sie sehr aktiv; im Herbst sterben Arbeiterinnen, Männchen und alte Königinnen, und nur neue Königinnen bleiben übrig
- Die neuen Königinnen sparen im Winter in Diapause im Boden Energie und bilden im Frühling eine neue Kolonie
- Mit Wasser gesättigte Böden durch Schneeschmelze oder Regen erhöhen das Risiko, dass die Königinnen ertrinken
- Die UC-Davis-Ökologin Elizabeth Crone sagte: „Insekten, die im Boden überwintern, müssen darauf vorbereitet sein, von Wasser bedeckt zu werden.“
Ein zufälliger Fund im Labor
- Sabrina Rondeau von der University of Guelph in Kanada untersuchte die Auswirkungen von Pestizidrückständen auf Hummeln
- Während eines Experiments im Kühlschrank füllten sich durch Kondensation einige Reagenzgläser mit Wasser, sodass die Königinnen vollständig untergetaucht waren
- Nach dem Herausnehmen begannen sich die Bienen jedoch wieder zu bewegen, wodurch bestätigt wurde, dass sie nicht ertrunken waren
- Danach wurden 17 Tiere im Trockenen und 126 unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen untersucht
- Nach bis zu einer Woche unter Wasser überlebten rund 90 %
- Diese Ergebnisse wurden in einer 2024 veröffentlichten Arbeit publiziert und belegten, dass Königinnen während der Diapause unter Wasser überleben können
Mechanismus des Überlebens unter Wasser
- Das Forschungsteam prüfte zwei Möglichkeiten: anaeroben Stoffwechsel und Atmung unter Wasser
- 51 Königinnen wurden acht Tage lang vollständig unter Wasser gehalten, danach wurde ihre Erholung beobachtet
- Die Sauerstoffkonzentration im Wasser lag 40 % niedriger als in der Kontrollgruppe, während kontinuierlich Kohlendioxid entstand
- Das bedeutet, dass die Königinnen Sauerstoff aufnehmen und Kohlendioxid abgeben, also unter Wasser atmen
- Jon Harrison von der Arizona State University bewertete dies als „den ersten Fall, in dem ein terrestrisches Insekt Sauerstoff aus Wasser gewinnt“
Stoffwechselveränderungen und Erholung
- Laut früheren Untersuchungen von Darveau liegt die Stoffwechselrate von Königinnen in der Ruhephase bei etwa 5 % des normalen Niveaus
- Diese niedrige Stoffwechselrate senkt den Sauerstoffbedarf und hilft so beim Überleben unter Wasser
- Unmittelbar nach dem Herausnehmen aus dem Wasser stieg die Kohlendioxidabgabe auf mehr als das Zehnfache, ehe sie nach sieben Tagen wieder ein normales Niveau erreichte
- Das weist auf einen Erholungsprozess nach anaerobem Stoffwechsel hin, ähnlich wie das schwere Atmen nach körperlicher Anstrengung
- 20 Königinnen wurden stufenweise eingefroren, um die Konzentration von Laktat (lactate) zu messen
- Während der Überflutung stieg die Laktatkonzentration auf mehr als das Doppelte, erreichte jedoch nicht das Niveau eines vollständig anaeroben Stoffwechsels
- Daraus ergab sich, dass Atmung unter Wasser und anaerober Stoffwechsel parallel ablaufen und so das Überleben sichern
Weitere Forschung und Aufgaben für den Schutz
- Das Forschungsteam will zusätzlich prüfen, ob Atmung über Luftblasen (physikalische Kiemen) möglich ist
- Es soll untersucht werden, ob die Tiere wie tauchende Käfer unter ihren Haaren eine Luftschicht halten können
- Außerdem ist geplant, diese Luftschicht mit Reinigungsmitteln zu entfernen und Veränderungen beim Gasaustausch zu beobachten
- Ob auch andere Bienenarten dieselbe Fähigkeit besitzen, ist noch unklar
- Harrison sagte: „Es könnte auch bei anderen Arten möglich sein, aber das wissen wir noch nicht.“
- Crone von UC Davis wies darauf hin, dass diese Ergebnisse neue Fragen zu den Bedingungen für den Schutz von Bienen im Winter aufwerfen
- Bisher lag der Fokus auf Nahrungsressourcen im Frühling und Sommer, doch nun zeigt sich die Bedeutung des Winterlebensraums
1 Kommentare
Hacker-News-Kommentare
Ich hatte einmal Ahornblätter gesammelt und in Kompostsäcke gepackt; als ich sie im Frühjahr öffnete, kamen Dutzende Hummeln (bumblebees) heraus
Sie scheinen darin überwintert zu haben. Obwohl es bis auf minus 15 Grad gefallen war, ging es ihnen bestens
Als Kind habe ich nie darüber nachgedacht, wo und wie Bienen überwintern, aber sie sind wirklich erstaunliche Lebewesen
Nicht nur können sie sechs Monate lang in Blättern schlafen, sie sollen auch lernen können, Türklappen zu benutzen, oder sogar Überschwemmungen überleben
Jedes Tier zeigt erstaunliche Anpassungsfähigkeit, wenn man nur genau genug hinschaut
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Komposthaufen können sogar so heiß werden, dass es zu Selbstentzündung kommt
Wenn plötzlich ein Bienenschwarm aus der Garage strömt, würde sich das wie Zombie-Bienen anfühlen
Sie sind so gebaut, dass es ihnen nichts ausmacht, einzufrieren und wieder aufzutauen
Im Frühling sehe ich oft Rotkehlchen (robins), die im Laub wühlen und nach Insekten suchen
Als Kind dachte ich, sie würden nur Regenwürmer fressen, aber in Wirklichkeit fressen sie alles, was sich bewegt
In der Dämmerung kann man sie auch dabei beobachten, wie sie Motten aus der Luft fangen
Die Forschungsarbeit erschien in Proceedings of the Royal Society B
Dank der Oberflächenspannung können Insekten selbst unter Wasser Luftblasen festhalten und tagelang atmen
Ich musste lachen, weil im Titel „Proceedings of the Royal Society Bee“ stand
Genauer gesagt geht es nicht um „Ertrinken überleben (survive drowning)“, sondern um „Überschwemmungen überleben (survive floods)“
Die Versuchsmethode fühlt sich unangenehm an
Es ist nicht einmal klar, ob Insekten Schmerz empfinden, und trotzdem absichtlich Experimente durchzuführen, bei denen sie ertränkt werden, macht mir zu schaffen
Natürlich hilft solche Forschung wohl dem Erhalt von Ökosystemen, aber letztlich wirkt das für mich doch wie eine menschenzentrierte Sichtweise
In universitären Forschungseinrichtungen werden Tiere wie Mäuse oder Hühner in großer Zahl gezüchtet
Auch Forschende akzeptieren diese Realität und bemühen sich, das Leid so gering wie möglich zu halten
Man redet es sich auch im Vergleich zur Lebensmittelindustrie schön — für das Überleben der Menschen werden dort noch mehr Leben geopfert, aber die Wissenschaft hinterlässt dabei immerhin Wissen
Sie versperrt uns selbst die Möglichkeit, genetische Geheimnisse zu entschlüsseln
Während unzählige Menschen an behandelbaren Krankheiten sterben oder leiden, beschränken wir Forschung wegen kurzfristiger Gefühle
Eigentlich sollte man eher die Körper schwerster Verbrecher für die Forschung nutzen
Ich frage mich, ob es einen Weg gibt, Hummeln anzulocken auf das eigene Grundstück
Es ist wirklich interessant, dass man so etwas erst jetzt herausgefunden hat
In letzter Zeit sehe ich oft Websites, die unnötig riesige Header-Bilder verwenden
Auch diese Seite hat ein 24-MP-Bild hochgeladen
Ich dachte immer, „Hummeln stechen nicht“, aber jetzt habe ich gelernt, dass sie auch beißen können
Hornissen können sowohl stechen als auch beißen
Sie haben ein ziemlich sanftes Wesen
Vermutlich hast du sie mit Honigbienen verwechselt
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