Eierlegende Hummel-Arbeiterinnen

Arbeiterinnen sind zwar in aller Regel unfruchtbar, aber nicht unfähig, selbst Eier zu legen. Solange eine Königin im Nest anwesend ist, unterdrückt sie über soziale und vermutlich auch chemische Signale die Aktivierung der Eierstöcke ihrer Töchter weitgehend. Gegen Ende eines Koloniezyklus lässt diese Unterdrückung jedoch nach, und ein Teil der Arbeiterinnen beginnt, eigene, unbefruchtete Eier zu legen, aus denen ausschließlich Männchen schlüpfen können.

Der Wettlauf um die Vaterschaft der Drohnen

Marie-José Duchateau und Hayo Velthuis unterschieden 1988 zwei aufeinanderfolgende Zeitpunkte im Koloniezyklus: den Switch Point, an dem die Königin erstmals unbefruchtete, männliche Eier legt, und den etwas späteren Konkurrenzpunkt, an dem auch die ersten Arbeiterinnen damit beginnen. Je länger die Zeitspanne zwischen beiden Zeitpunkten ausfällt, desto mehr eigene Drohneneier kann die Königin bereits gelegt haben, bevor die Konkurrenz durch die Arbeiterinnen einsetzt, was sich am Ende auf das Geschlechterverhältnis der aus dem Volk hervorgehenden Nachkommen auswirkt.

Policing: Eier fressen statt zu akzeptieren

Weder die Königin noch die übrigen Arbeiterinnen nehmen fremde Eiablage einfach hin. Lorenzo Zanette und ein Team um Andrew Bourke von der University of East Anglia zeigten 2012, dass die Königin und die Arbeiterinnen gemeinsam einen Großteil der von Arbeiterinnen gelegten Eier auffressen, bevor daraus überhaupt Larven schlüpfen können, ein Verhalten, das als Policing bezeichnet wird. Jacob Holland und Kollegen wiesen 2023 zudem nach, dass diese Kontrolle nicht bei allen Eiern gleich streng ausfällt. Dazu legten die Forscher Völkern in der frühen, noch harmonischen Phase vor dem eigentlichen Konkurrenzpunkt versuchsweise Eier von Arbeiterinnen unter, teils aus dem eigenen Nest, teils aus einem fremden Volk. Innerhalb von 20 Stunden vernichteten die Völker 85 Prozent der untergeschobenen fremden Eier, aber nur 76 Prozent der untergeschobenen eigenen. Das Volk erkennt offenbar nicht nur, dass ein Ei nicht von der Königin stammt, sondern unterscheidet zumindest teilweise auch, aus welchem Nest die eierlegende Arbeiterin ursprünglich kommt.

Werden einem Hummelvolk Eier fremder Arbeiterinnen aus einem anderen Nest untergeschoben, vernichtet das Volk sie deutlich zuverlässiger als die Eier eigener Arbeiterinnen, ein Hinweis darauf, dass Hummeln zumindest teilweise erkennen können, aus welchem Nest ein untergeschobenes Ei ursprünglich stammt.

Warum sich Eierlegen für Arbeiterinnen lohnen kann

Der evolutionäre Hintergrund liegt in der Fortpflanzungsbiologie der Bienen. Weibliche Nachkommen entstehen aus befruchteten, männliche aus unbefruchteten Eiern. Dadurch ist eine Arbeiterin mit ihren eigenen Söhnen enger verwandt als mit ihren Brüdern, den Söhnen der Königin. Solange das Volk wächst und auf jede einzelne Arbeitskraft angewiesen ist, würde offene Konkurrenz um die Eiablage den gesamten Erfolg des Nests gefährden und damit auch den eigenen Fortpflanzungserfolg der Arbeiterin schmälern. Erst wenn absehbar ist, dass keine weiteren Arbeiterinnen mehr benötigt werden und die Königin ohnehin nur noch Männchen und neue Königinnen hervorbringt, verschiebt sich diese Rechnung zugunsten der eigenen Eiablage.

Wie viele Arbeiterinnen tatsächlich Nachkommen hinterlassen

Trotz des Wettbewerbs bleibt der tatsächliche Fortpflanzungserfolg einzelner Arbeiterinnen gering. In der Untersuchung von Zanette und Kollegen erreichten insgesamt weniger als 5 Prozent der am Ende eines Volkes produzierten Drohnen tatsächlich von Arbeiterinnen und nicht von der Königin. Nur ein kleiner Bruchteil der Arbeiterinnen eines Volkes, in der Studie rund 4 Prozent, brachte überhaupt ein Ei hervor, das bis zur erwachsenen Drohne heranwuchs. Policing durch Königin und Nestgenossinnen verhindert also wirksam, dass sich Eierlegen durch Arbeiterinnen in größerem Umfang durchsetzt, auch wenn es nicht vollständig unterbunden wird.

Bedeutung für das Volk

So unruhig die Konkurrenzphase am Ende eines Koloniezyklus wirkt, so wenig gefährdet sie den grundsätzlichen Erfolg eines Hummelvolkes. Sie setzt regelmäßig erst dann ein, wenn das Wachstum des Volkes ohnehin abgeschlossen ist und die entscheidende Aufgabe der Saison, die Produktion von Drohnen und neuen Königinnen, im Vordergrund steht. Die wenigen von Arbeiterinnen erfolgreich aufgezogenen Drohnen verändern die genetische Vielfalt der nächsten Generation zwar geringfügig, verändern aber nichts am grundsätzlichen Ende des einjährigen Koloniezyklus.

Quellen

• Duchateau, M. J., Velthuis, H. H. W. (1988): Development and reproductive strategies in Bombus terrestris colonies. Behaviour 107(3 bis 4), S. 186 bis 207.
• Zanette, L. R. S., Miller, S. D. L., Faria, C. M. A., Almond, E. J., Huggins, T. J., Jordan, W. C., Bourke, A. F. G. (2012): Reproductive conflict in bumblebees and the evolution of worker policing. Evolution 66(12), S. 3765 bis 3777.
• Holland, J. G., Zanette, L. R. S., Nunes, T., Bourke, A. F. G. (2023): Policing is more effective against eggs of non-natal versus natal workers at early colony stages in a bumblebee. Ethology 129, S. 421 bis 431.
• Goulson, D. (2010): Bumblebees: Behaviour, Ecology, and Conservation. 2. Auflage, Oxford University Press.