Woher wissen Bienen, wann sie schl√ľpfen m√ľssen?

Wie wir gesehen haben, haben die meisten Wildbienen nur eine begrenzte Flugzeit. Meist betr√§gt die Flugzeit einer Population 1,5 bis 3 Monate. Dabei gibt es Arten, die ihre Flugzeit im fr√ľhesten Fr√ľhjahr haben, andere erst im Herbst.
Woher wei√ü die jeweilige Art, wann es Zeit ist f√ľr sie zu schl√ľpfen?

Dass es alleine das Wetter ist, das z.B. mit steigender Temperatur die Zeiten anhand unterschiedlicher artspezifischer Schwellentemperaturen vorgibt, k√∂nnen wir ausschlie√üen. Denn f√ľr die im Herbst schl√ľpfenden Arten d√ľrften alle denkbaren Schwellenwerte bereits mindestens einmal √ľberschritten worden sein.

Haben Bienen einen Kalender?

Dann w√§re es f√ľr sie schwierig, sich an sich √§ndernde Klimaverh√§ltnisse anzupassen.
Stattdessen k√∂nnen wir beobachten, dass in Jahren wie 2007, als der Fr√ľhling um 6 Wochen fr√ľher begann, die Wildbienen diese Verschiebung mitmachten. Das ist f√ľr viele Wildbienen deshalb von Bedeutung, weil sie auf bestimmte Hauptpollenquellen mehr oder minder stark angewiesen sind. Weidenspezialisten, die erst nach der Weidenbl√ľte fliegen w√ľrden, h√§tten ein Problem!

Wie l√∂sen Wildbienen das Problem, den Zeitpunkt des Schl√ľpfens zu bestimmen?

Am einfachsten ist das zu l√∂sen, indem wir davon ausgehen, dass sie nicht einen Kalender, sondern einen Zeitmesser haben. Damit k√∂nnten sie z.B. 300 Tage ab der Eiablage messen, das w√§re dann bspw. der fr√ľhest m√∂gliche Schl√ľpfzeitpunkt. Ob die Tiere dann schon oder erst sp√§ter schl√ľpfen, h√§ngt dann von dem zu diesem Zeitpunkt herrschenden Wetter ab. Es gibt also neben dem Zeitmesser noch eine wetterabh√§ngige Komponente, die aber erst wirksam wird, wenn die Mindestliegezeit √ľberschritten ist.
Der Vorteil dieser L√∂sung ist insbesondere, dass auch langfristige st√§rkere Klimaverschiebungen f√ľr die Wildbienen kein Problem darstellen, sofern die Mindestliegezeit nicht unterschritten wird. In unserem Beispiel (300 Tage) w√ľrde die Vorverlegung der Jahreszeit um mehr als 65 Tage von einem Jahr auf das andere ein Problem darstellen.
Solange die Mindestliegezeit nicht unterschritten wird, werden auch starke Verschiebungen der Jahreszeiten von einem Jahr zum anderen abgefangen. Wildbienen und ihre Hauptpollenquellen bleiben synchron.

Wie messen Wildbienen die Zeit?

Professor Gehring in Heidelberg wies in seiner Vorlesung darauf hin, dass man in Stoffwechselprozessen, bei denen zwei sich wechselseitig hemmende Enzyme (Stichwort: negative R√ľckkopplung) nacheinander an der Umsetzung beteiligt sind, eine Periodizit√§t, d.h. eine oszillatorische Zu- und Abnahme der Zwischenprodukte erh√§lt. Mit dieser Periodizit√§t haben wir eine Zeitkomponente.

Ich m√∂chte das an einer mechanischen Analogie verdeutlichen. Im Barockgarten von Schloss Ludwigslust bei Schwerin hat ein findiger Landschaftsarchitekt eine rein mechanische Vorrichtung entworfen, die in regelm√§√üigen Abst√§nden eine Flutwelle durch den Garten schickt. Dazu wurde ein See aufgestaut, am Ausfluss des Sees wurde auf einer Schr√§ge eine Stauvorrichtung gebaut, deren Stauwand sich abh√§ngig von der F√ľllh√∂he v√∂llig selbst√§ndig mechanisch √∂ffnet und schlie√üt.
Da wir bei konstantem Zufluss immer eine bestimmte Zeit ben√∂tigen, bis die Staustufe voll ist und sich √∂ffnet, k√∂nnen wir jetzt die Zeit messen, auch wenn wir weder Uhr noch Durchflussz√§hler haben, indem wir die Anzahl der Flutwellen (=√Ėffnungen der Staustufe) z√§hlen. Diese Zeitmessung ist nur abh√§ngig vom Zufluss, aber nicht mehr von Kalenderdaten!
Das Volumen der Staustufe ist normalerweise groß im Vergleich zur Zuflussmenge. Dadurch werden kleinere Zuflussschwankungen ausgeglichen.Wird dagegen die Zuflussmenge dauerhaft erhöht, so erhöht sich die Frequenz der Flutwellen. Eine Herabsetzung der Zuflussmenge setzt die Anzahl der Flutwellen dagegen herab. Unsere Subjektive Uhr, bei der wir die Flutwellen zählen, geht dadurch schneller oder langsamer!

Besonders interessant ist in diesem Zusammenhang, was in 'Biologie in unserer Zeit' 3 | 2007 (37), S. 196 zu finden ist:
"Eine der wirkungsvollsten Strategien zur Lebensverl√§ngerung ist eine moderate Reduktion der Nahrungsaufnahme (calorie reduction, CR). Studien an mehreren  Tiermodellen (C. elegans, M√§use, Ratten, Rhesusaffen) ergaben jeweils eine deutliche Verl√§ngerung der Lebenszeit (bis zu 50%) bei einer Reduktion der aufgenommenen Kalorien um etwa 30-50%. Mit gro√üer Wahrscheinlichkeit trifft dies auch auf den Menschen zu, obwohl, derartige Studien an Menschen wegen der zahlreichen weiteren Einfl√ľsse auf die Lebenszeit sehr schwierig sind (zumindest gibt es schon lange die Volksweisheit FDH ("friss die H√§lfte"). Man muss jedoch hinzuf√ľgen, dass das nicht f√ľr alte Menschen gilt, die ohnehin meist weniger Appetit haben und oft aufgrund von Abbauprozessen an Gewicht verlieren."
Und in der Zusammenfassung (S. 198):
"Allgemein sind eine gesunde (nicht zu reichliche!) Ern√§hrung verbunden mit k√∂rperlicher und geistiger Aktivit√§t sowie Strategien zur Stressbew√§ltigung Mittel gegen fr√ľhzeitiges Altern, w√§hrend pharmakotherapeutische Manipulation aller dieser Faktoren mit dem Ziel einer drastischen Verl√§ngerung der Lebensdauer mit gro√üer Skepsis betrachtet werden m√ľssen."
Mit unserem Modell der Subjektiven Uhr auf Basis mehr oder minder konstanter Stoffumsätze lassen sich also viele Befunde plausibel erklären.

Auch der Mensch hat √ľbrigens eine Subjektive Uhr, die sich im Dauerdunkel (also ohne √§u√üere Zeitgeber) bei einer Tagesl√§nge von 25 Stunden einpendelt. Man spricht hier von einem circadianen Rhythmus, weil die 25 Stunden circa einem Tag entsprechen.
Es wäre interessant zu sehen, ob sich die subjektive Tageslänge durch Diät auf bspw. 27 Stunden erhöhen lässt.

Am 25.12.2007 von Diethelm Schneider verfasst.