Königin oder Arbeiterin: Wie Arbeiterinnen die Kaste der Hummellarven beeinflussen
Aus demselben Ei kann bei Hummeln eine Arbeiterin oder eine Königin hervorgehen. Königinnen sind deutlich größer als Arbeiterinnen und leben länger. Ein Team der Pennsylvania State University um Etya Amsalem hat bei der nordamerikanischen Art Bombus impatiens untersucht, was während der Larvenentwicklung darüber entscheidet, und ein Hormon als beteiligten Faktor gefunden. Es wirkt nicht unmittelbar auf die Larve, sondern über die Arbeiterinnen, die sie füttern. Die Studie erschien 2026 in Insect Biochemistry and Molecular Biology, die Universität stellte sie am 18. Mai 2026 vor.
Zwei Kasten aus einem Ei
Bei Hummeln pflanzen sich Königinnen fort, Arbeiterinnen zunächst nicht. Beide Formen, in der Fachsprache Kasten, unterscheiden sich in Verhalten, Physiologie und Körperbau. Welche entsteht, wird während der Larvenentwicklung festgelegt, durch Umwelteinflüsse und genetische Faktoren. Nach der gängigen Vorstellung setzen sich äußere Einflüsse in Hormonänderungen um, die Häutungen und die Körpermasse beeinflussen. Im Einzelnen ist diese Regulation nur bei wenigen Arten bekannt.
Bombus impatiens ist eine wichtige Modellart für die Erforschung sozialen Verhaltens. Wie bei ihr aus demselben Ei so verschiedene Tiere entstehen, war bisher ungeklärt. Das Team untersuchte die Rolle des Juvenilhormons, eines Hormons, das bei Insekten Entwicklung und Häutung mitsteuert. Dazu gaben die Forscher es während der Larvenentwicklung künstlich zu.
Versuchsaufbau
Nach der Pressemitteilung der Universität bestand eine Versuchsgruppe aus drei Arbeiterinnen und einer Gruppe von Larven. Das Juvenilhormon wurde in verschiedenen Dosen und zu verschiedenen Zeitpunkten entweder auf Arbeiterinnen oder unmittelbar auf Larven aufgetragen. Um den Weg des Hormons zu verfolgen, setzten die Forscher markiertes Hormon ein und wiesen es mit chromatographischen Verfahren nach. Gemessen wurden außerdem das Gewicht der Larven und die Kaste, zu der sie sich entwickelten.
Die Larven reagierten auf das Hormon nur in einem engen Zeitfenster. Nach der Pressemitteilung der Universität lag es an den Tagen 7 und 8 der Larvenentwicklung. Direkt auf die Larven aufgetragen, führte das Hormon nicht zu Königinnen. Die Arbeiterinnen beseitigten die meisten dieser Larven.
Was die Versuche zeigten
Wurden Arbeiterinnen mit dem Hormon behandelt, bauten sie es in die Nahrung der Larven ein. Das markierte Hormon fand sich später im Körper der Larven wieder. Diese Larven wurden schwerer und entwickelten sich mit höherer Wahrscheinlichkeit zu Königinnen. Je mehr Hormon die Larven erhielten, desto wahrscheinlicher wurden sie Königinnen. Die Zusammenfassung der Studie nennt dafür ein enges kritisches Zeitfenster gegen Ende der Larvenentwicklung.
Ein zweiter Befund betrifft das Hormon selbst. Die künstliche Gabe senkte die körpereigenen Hormonspiegel. Die Autoren deuten das als Rückkopplung zwischen dem Hormonspiegel in der Hämolymphe, der Blutflüssigkeit der Insekten, und der Hormonbildung. Aus den Befunden schließen sie, dass die Kaste bei Bombus impatiens hormonell reguliert wird, und zwar über eine Weitergabe des Juvenilhormons durch die Arbeiterinnen.
Wie das im Volk zusammenhängen könnte
Die Pressemitteilung verbindet den Befund mit dem Jahreslauf eines Hummelvolks. Danach pflanzen sich Arbeiterinnen in einem jungen Volk nicht fort. Mit dem Alter des Volks können sie ihre Eierstöcke aktivieren und Männchen hervorbringen, was den Juvenilhormonspiegel in ihrem Körper erhöht. In der Folge geben sie mit der Zeit mehr Hormon an die Larven weiter. Sind es viele Arbeiterinnen gleichzeitig, erreichen die Larven im empfindlichen Zeitfenster Dosen, die für die Entwicklung zur Königin ausreichen. Das geschieht meist gegen Ende der Saison. Die Zusammenfassung der Studie enthält diese Erklärung nicht, sie beschränkt sich auf den Nachweis, dass Arbeiterinnen zugeführtes Hormon in die Larvennahrung einbauen und es in den Larven ankommt.
Was offen bleibt
Untersucht wurde nur Bombus impatiens. Ob andere Hummelarten die Kaste auf demselben Weg festlegen, zeigt die Studie nicht. Das Hormon wurde in den Versuchen künstlich aufgetragen. Wie viele Kolonien und Larven in die Versuche eingingen, geht aus der frei zugänglichen Zusammenfassung und aus der Pressemitteilung nicht hervor, die Universität nennt auch keine Einschränkungen der Studie.
Praktische Bedeutung sehen die Forscher in der Hummelzucht. Wer weiß, wie Königinnen entstehen, könnte die kommerzielle Zucht und den Umgang mit Hummelvölkern verbessern. Allgemein soll die Arbeit helfen zu verstehen, wie hormonelle und soziale Signale in Insektenstaaten zusammenwirken. Gefördert wurde die Arbeit von der amerikanischen National Science Foundation.
Quellen
- Modarres Hasani S. A., Derstine N., Santos P. K. F. & Amsalem E. (2026): The making of a queen: Hormonal regulation of female caste in the social bee Bombus impatiens. Insect Biochemistry and Molecular Biology 191: 104558, doi 10.1016/j.ibmb.2026.104558 (ausgewertet wurde die Zusammenfassung, PubMed-ID 41974214)
- Pennsylvania State University (18.05.2026): Worker bumble bees help determine which baby bee will become queen, psu.edu/news/agricultural-sciences/story/worker-bumble-bees-help-determine-which-baby-bee-will-become-queen
- Foto: Joe Bartok (joebartok), Beobachtung vom 07.05.2021, Tweed, ON, Canada. inaturalist.org/observations/77785533, Lizenz CC BY-NC 4.0, creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0, unverändert. Das Bild zeigt Bombus impatiens auf Löwenzahn, der Beobachtungseintrag bezeichnet das Tier als Königin
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