Süßen Signalen auf der Spur

Mit Dr. Hannah Burger auf Ausflug in die Geruchswelt unserer Bienen

Habt Ihr Euch schon mal gefragt, wie Bienen eigentlich zu den Blüten finden, die ihnen am besten schmecken? Dr. Hannah Burger vom Institut für Evolutionsökologie und Naturschutzgenomik an der Uni in Ulm konnte am 11. Mai  2021 etwa 60 Zuhörerinnen und Zuhören eine erste Idee zu dieser Frage mitgeben. Denn ihr Online-Vortrag handelte von „Wildbienen und ihren speziellen Vorlieben für Blütenduftstoffe“.

Wer in diesem komplexen Zusammenspiel zwischen Insekt und Pflanze mehr verstehen will, der muss sich einerseits mit den Duftcocktails verschiedener Wildpflanzenblüten und andererseits mit den Riechorganen der Wildbienen beschäftigen.

Zu letzteren gehören die Antennen und der Antennenlappen, auch Antennallobus genannt. Auf der Antenne einer Biene sitzen rund 60.000 neuronale Rezeptoren. Sie nehmen die ankommenden Gerüche auf und leiten sie über Nerven an den Antennallobus weiter, wo dann eine erste olfaktorische Signalverarbeitung stattfindet.

Dieses Riechhirn wiederum besteht aus weit über 100 unterschiedlichen kugelförmigen Strukturen, welche der Biologe Glomeruli nennt. Je nach Duft werden unterschiedliche Glomeruli oder Muster aus mehreren Glomeruli aktiv. Mit der Calcium-Imaging-Methode lassen sich diese Muster studieren. Dabei wird das Hirngewebe mit einem kalziumsensitiven Farbstoff angefärbt, der seine Fluoreszenz mit steigender Kalziumkonzentration verändert und die Aktivitäten in den Hirnbereichen so für uns Menschen sichtbar macht.

Wildpflanzen-Parfum wird zerlegt

Die Düfte unserer Wildpflanzen bestehen aus einer Vielzahl unterschiedlicher chemischer Verbindungen. „Das ist so wie bei einem Parfum“, sagt Burger. Auch hier mischt ja der Parfumeur unterschiedliche Substanzen zusammen, bis der gewünschte Duft entsteht.

Wissenschaftler arbeiten in der umgekehrten Richtung. Sie schicken das „Parfum der Blüten“ durch einen Gaschromatographen, der die einzelnen Substanzen des Gemischs voneinander trennt. Danach werden diese Substanzen in einem Massenspektrometer analysiert und gleichzeitig mit der Bienenantenne in Kontakt gebracht.

Jeder einzelne dieser Schritte ist notwendig bis man dann am Ende zu der Aussage kommen kann, dass es z. B. bei der Weiden-Sandbiene (Andrena vaga),  zu einer besonders starken Aktivität im Antennallobus kommt, wenn sie dem Duft einer blühenden Grauweide begegnet.

Gerade bei den oligolektischen Bienenarten, zu denen etwa 30 Prozent unserer nestbauenden, heimischen Wildbienen gehören, zeigen sich in der Signalstärke und auch im Signalmuster deutliche Unterschiede. Aber auch für die Generalisten unter den Bienen, wie die Honigbiene, riechen offenbar nicht alle Blüten gleich schmackhaft. Auch sie sind ein wenig schleckig 😉