Fragenkatalog zum Teil Biologie der Honigbiene Kenntnisse aus der Welt der Wissenschaft

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1 Fragenkatalog zum Teil Biologie der Honigbiene Kenntnisse aus der Welt der Wissenschaft Stammbaum der Honigbiene 1. Wer gilt als Ursprungsgruppe der Honigbienen? Als Ursprungsgruppe der Honigbienen kommen nur ihre nächsten Verwandten die Hummeln (Bombinen) und die Stachellosen Bienen (Meliponen) bzw. deren Vorfahren in Frage. 2. Ein Vergleich von Merkmalen zwischen Honigbienen, Hummeln, und Stachellosen Bienen zeigt, dass nicht alle Merkmale bei den drei Gruppen vorkommen. Nennen Sie mindestens drei Merkmale die nur bei den Honigbienen zu finden sind, mindestens drei Merkmale die man bei Honigbienen und Hummeln gemeinsam findet und mindestens drei Merkmale die man bei Honigbienen und Stachellosen Bienen gemeinsam findet. Merkmale, die man bei Honigbienen alleine findet: Begattungsschlauch Konstante Temperaturregelung Dauerfütterung der Larven Selbe Zellen für Brut und Vorräte verwendet Merkmale, die man bei Honigbienen und Hummeln gemeinsam findet: Fersenhenkel Wachsdrüsen bauchseitig Fortsatz am Oberkiefer Beim Höseln des Pollens Übertragung vom Bein der einen Seite auf ein Bein der anderen Seite Merkmale, die man bei Honigbienen und Stachellosen Bienen gemeinsam findet: schlanke Körperform große ausdauernde Völker Vermehrung durch Teilung 1

2 3. Aus dem Merkmalsvergleich ergibt sich welche unweigerliche Schlussfolgerung? Einmal Hummelverwandt, ein anderes Mal Stachellose Bienen verwandt. 4. Die ältesten Funde stammen aus der Kreidezeit vor etwa 90 Mill. Jahren. Lebte diese Biene bereits sozial? Zu welcher Gattung gehörte diese Biene? Woher weiß man, dass diese Biene zu einer bestimmten Gattung zugeordnet werden kann? Beim ältesten Fund handelte es sich bereits um eine sozial lebende Biene. Diese Biene wurde der Gattung Trigona (Stachellose Biene) zugeordnet. Man kann diese Biene deshalb der Gattung Trigona zuordnen, da es in Südamerika noch heute ähnlich aussehende Bienen gibt, die zur Gattung Trigona gehören. 5. Anfang des 20. Jh. wurde eine Biene in Bernstein gefunden, die zuerst als Apis meliponoides und später dann als Elektrapis bezeichnet wurde. Elektrapis zeigte mehrere Merkmale, die man als Übergang zwischen den Apiden Unterfamilien bezeichnen kann. Nenne Sie einige Merkmale von Elektrapis die auf den Übergang zwischen den Apiden Unterfamilien hinweisen. Andeutung eines Fersenhenkels Schenkelsporn gegenüber keinen bei den Honigbienen und zweien bei den Hummeln Allgemeine Körpergestalt Ausbildung des Flügelgeäders 6. Wo wurden die ersten echten Honigbienen gefunden und wie alt sind diese Funde? Benennen Sie die systematische Zuordnung der ersten echten Honigbienen. Die ersten Funde echter Honigbienen stammen aus Mitteleuropa aus dem Rott im Siebengebierge und aus dem Randecker Maar auf der Schwäbischen Alp. Die Bienen aus dem Rott sind etwa 25 Mill. Jahre alt. Sie wurden als Untergattung Synapis mit einer Art und 3 Unterarten klassifiziert. Die Bienen aus dem Randecker Maar sind 12 Mill. Jahre alt. Diese wurden auf Grund der großen Apis Ähnlichkeit als Apis armbrusteri mit drei Unterarten eingeteilt. 2

3 7. Während der letzten Eiszeit waren nicht alle Gebiete für die Honigbienen bewohnbar. Nennen Sie einige Gebiete in denen Honigbienen vorkamen. Nur die Gebiete mit Mittelmeerflora und Laubwald waren für die Honigbienen bewohnbar. Diese befanden sich im Süden Europas, Afrika und vorderer Orient. 8. Heute sind die Honigbienen weltweit verbreitet. Die Verbreitung erfolgt hauptsächlich durch den Menschen. Welche zwei großen Verbreitungsgebiete unterscheidet man und wo befinden sich diese. Man unterscheidet zwischen westlichem Verbreitungsgebiet (Europa und Afrika) und östlichem Verbreitungsgebiet (Asien). 9. Welche Honigbienengruppen gehören zum westlichen Verbreitungsgebiet, welche gehören zum östlichen Verbreitungsgebiet? Westliches Verbreitungsgebiet: Dunkle Honigbiene (Apis mellifera mellifera) Balkanbiene (Apis mellifera carnica, Apis mellifera ligustica) Bienen des vorderen Orients Bienen des tropischen Afrikas Östliches Verbreitungsgebiet: Ceranagruppe Riesenhonigbienen (Apis dorsata, Apis laboriosa) Tropische Honigbienen (Zwerghonigbienen: Apis andreniformis, Apis florea) 10. Lebensweise der Bienengruppen. Welche Vertreter zählen zu den Höhlenbrütern, welche Vertreter zu den freibrütenden Formen? Höhlenbrüter: Dunkle Honigbiene Balkanbiene Bienen des vorderen Orients Bienen des tropischen Afrikas Ceranagruppe Freibrütende Formen: Riesenhonigbienen Tropische Honigbienen 3

4 11. Die weltweite Verbreitung der Honigbienen durch Import und Export der Völker kann auch zu massiven Problemen führen. Nennen Sie zwei Beispiele bei denen es zu massiven Schädigungen von Bienenvölkern auf Grund von Verbreitung durch den Menschen gekommen ist. Einfuhr der Milbe Varroa destructor in den 80iger Jahren in Europa. In den ersten Jahren kam es großteils zu Totalverlusten. Auch heute ist die Milbe einer der Hauptgründe warum es in unseren Breiten zu Winterverlusten kommt. Verbreitung des Kleinen Stockkäfers Aethina tumida Murray und Einfuhr in Amerika (1996), Ägypten (2000) und Australien (2002). Der kleine Stockkäfer führte zu massiven Völkerverlusten in den späten 90iger Jahren in den USA. 12. Systematische Zuordnung der Honigbiene: Ordnen Sie die Honigbiene systematisch folgenden Stufen zu. Reich: Stamm: Klasse: Ordnung: Unterordnung: Familiengruppe: Familie: Gattung: Art: Reich: Stamm: Klasse: Ordnung: Familie: Gattung: Art: Tiere Arthropoda (Gliederfüßer) Insekten Hautflügler Apidae (Bienen) Apis (eigentliche Honigbienen) Apis mellifera 4

5 13. Nennen Sie 3 Honigbienenrassen und ihre deutschen Namen: Apis mellifera mellifera (dunkle Honigbiene) Apis mellifera ligustica (Italienerbeine) Apis mellifera carnica (Kärntner oder Krainer Biene) 14. Wie viele Bienenarten gibt es in Österreich? Zählen alle Bienenarten zu den Honigbienen? In Österreich gibt es 676 verschiedene Bienenarten. Nein, der größte Teil der Bienenarten sind solitär lebende Bienen. In Österreich gibt es nur eine Honigbienenart. 15. Zählen Honigbienen zu den Artenarmen oder zu den Artenreichen Gruppen? Wie viele Honigbienenarten gibt es weltweit und wo kommen diese vor? Honigbienen zählen zu den Artenarmen Gruppen. Weltweit gibt es insgesamt 9 Arten, wobei 8 in Asien beheimatet sind und nur eine in Europa und Afrika vorkommt. 16. Nennen Sie 3 Vertreter der asiatischen Honigbienenarten. Apis cerana Apis dorsata Apis laboriosa 17. Nennen Sie 3 Vertreter der europäischen Honigbienenrassen. Apis mellifera mellifera Apis mellifera carnica Apis mellifera ligustica 5

6 18. Größenvergleich einzelner Honigbienenarten: Welche Honigbienenarten zählen zu den kleinsten Arten? Wie werden diese noch genannt? Welche gehören zu den mittel großen Honigbienenarten? Welche zählen zu den größten Honigbienenarten? Wie werden diese noch genannt? Mit einer Flügelspannweite von 6-7mm zählen Apis andreniformis und Apis florea zu den kleinsten Honigbienen. Sie werden auch als Zwerghonigbienen bezeichnet. Zu den mittel großen Honigbienenarten zählen Apis cerana, Apis koschevnikovi und Apis mellifera. Ihre Flügelspannweite beträgt von 7,4-9,7mm. Zu den größten Honigbienenarten zählen mit einer Flügelspannweite von 12,5-14,5mm Apis dorsata und Apis laboriosa. Diese werden auch als Riesenhonigbienen bezeichnet. Historischer Überblick über die Bienenhaltung: 19. Seit tausenden von Jahren nutzt der Mensch die Honigbiene. Zu Beginn erfolgte die Nutzung durch Honigjäger. Eine gezielte Bienenhaltung war in den Anfängen der Nutzung nicht vorhanden. Ab welchem Zeitpunkt erfolgte die gezielte Bienenhaltung? Wo entstand die erste Hochblüte der Imkerei? Vor ca Jahren begann die gezielte Bienenhaltung in Zentralanatolien. Die erste Hochblüte der Imkerei entstand in Ägypten. In Ägypten gab es schon sehr früh Wanderimkerei. Rauch wurde bereits bei der Ernte von Honig zur Beruhigung der Bienen eingesetzt. 20. Erklären Sie den Begriff Zeidlerei. Was musste bei dieser Form der Bienenhaltung bedacht werden. Zeidlerei oder auch Waldbienenzucht genannt ist eine Form der Bienenhaltung, bei der wilde Bienenvölker die sich in Baumhöhlen angesiedelt hatten abgeerntet wurden. Um eine etwaige Zerstörung der Bienenbehausungen durch Windbruch bzw. Entwurzelung zu verhindern wurden die Bäume entwipfelt. 6

7 21. In welchen Gebieten war die Zeidlerei hauptsachlich verbreitet? Welche Form der Imkerei entwickelte sich parallel zur Zeidlerei und wo wurde diese hauptsächlich betrieben? Die Zeidlerei wurde hauptsächlich im Süden Deutschlands, in ostdeutschen und baltischen Waldgebieten betrieben. Parallel dazu etablierte sich zusehends die Korbimkerei. Diese wurde hauptsächlich im Norden betrieben. 22. Korbimkereien sind auch heute noch in manchen Gebieten vorhanden. Hauptsächlich erfolgt die Bienenhaltung aber in Magazinbeuten unterschiedlichster Aufstellungsweise. Nennen Sie einige Vorteile der Magazinbetriebsweise gegenüber der Korbimkerei? Durch die Magazinbetriebsweise ist ein einfacherer Zugang zu den Bienenprodukten wie Honig und Wachs gegeben. Die Honigernte erfolgt, ohne die Waben zu zerstören. Die Waben können wieder verwendet werden. Biene und Wissenschaft Neurobiologie der Honigbiene: 23. Wie groß ist das Bienengehirn und wie viele Neuronen findet man im Bienengehirn? Größe: 1mm 3 Neuronenanzahl: 1 Million 24. Querschnitt durch das Bienengehirn: Nennen Sie die Hauptareale im Gehirn und deren Funktionen: Lobula, Medulla und Lamina: Verarbeitung visueller Information Antennalloben: Verarbeitung von Geruchs und Geschmacksinformation Pilzkörper: Verarbeitung von olfaktorischer, visueller und mechanosensorischer Information 25. Warum sind Bienen in der Lage den Zusammenhang zwischen Geruchsinformation und Geschmacksinformation zu erlernen? Bienen sind deshalb in der Lage den Zusammenhang zwischen Duft und Geschmack (Zuckerlösung) zu erlernen, da die Verarbeitung beider Informationen parallel im Gehirn erfolgt. 7

8 26. Sind Honigbienen in der Lage sich an einmal Erlerntem zu erinnern? Wenn ja, welche Vorteile ergeben sich für die Honigbiene daraus? Ja, Honigbienen sind in der Lage sich an Erlerntem zu erinnern. Durch dieses Erinnerungsvermögen sind sie in der Lage Trachtquellen wieder zu finden und diese auch den übrigen Bienen im Volk mitzuteilen. 27. Wer konnte zum ersten Mal mit seinen Experimenten nachweisen, dass Honigbienen zu visuellem Lernen fähig sind? Karl von Frisch 28. Erklären Sie kurz das Experiment mit dem Karl von Frisch der Nachweis von visuellem Lernen bei Honigbienen gelang: Quadratische Fläche mit Schachbrettmuster Schachbrettmuster bestand aus lauter unterschiedlichen Grautönen mit einer Ausnahme ein Areal war blau eingefärbt Auf den Arealen wurden Schälchen verteilt ins Schälchen auf dem blauen Areal wurde Zuckerwasser gegeben die übrigen Schälchen waren leer Sobald die Bienen das Schälchen mit dem Zuckerwasser angeflogen sind, wurde das Schälchen gegen ein leeres Schälchen ausgetauscht. Nun wurde das Schälchen mit Zuckerwasser in ein anderes Areal gestellt. Ergebnis: Die Bienen besuchten dennoch das blaue Areal, obwohl sich kein Zuckerwasser mehr im Schälchen befand. Dies war der erste Hinweis, dass Bienen die Farbe Blau von den Grautönen unterscheiden können. 29. Sind Bienen in der Lage gleiche Farben und gleiche Muster zu erkennen? Ja, verschiedenste Experimente haben gezeigt, dass Bienen in der Lage sind gleiche Farben und gleiche Muster zu erkennen. 30. Sind Bienen in der Lage eine bestimmte Farbe einem bestimmten Muster zuzuordnen bzw. ein bestimmtes Muster einer bestimmten Farbe? Ja, Experimente haben gezeigt, dass Bienen in der Lage sind Farben und Muster zueinander zuzuordnen. 8

9 31. Erklären Sie den Begriff appetitiv olfaktorisches Lernen: Lernen durch Duft und Belohnung; Die Biene lernt zuerst durch Belohnung auf einen Duft mit dem Ausstülpen des Rüssels zu reagieren. Sie assoziiert den Duft mit der Belohnung. In weiterer Folge reagiert die Biene dann auf den Duft mit Ausstülpen des Rüssels, ohne dass sie eine Zuckerbelohnung erhält. 32. Erklären Sie den Begriff aversiv olfaktorisches Lernen: Lernen durch Duft und Bestrafung; Die Biene lernt den Zusammenhang zwischen einem bestimmten Duft und Bestrafung durch schwach elektrischen Schock und reagiert bei alleiniger Präsentation des Duftes mit dem Ausstrecken des Stachels. 33. Sind Bienen zu kognitiver Verarbeitung von Information in der Lage? Ja, Bienen sind in der Lage einmal erlerntes zumindest für eine Zeit lang zu speichern und diese Information auf zukünftige Ereignisse umzulegen. Sie reagieren auf bestimmte Situation auf Grund von Erfahrungen, die sie in der Vergangenheit gemacht haben. 34. Wie erfolgt die Verarbeitung von Duftinformation im Bienengehirn? Jede Duftkomponente aktiviert in den Antennalloben unterschiedlich stark bestimmte Areale. Dadurch erhält die Biene Information über bestimmte Düfte und Duftgemische. 35. Erklären Sie den Begriff seitenspezifische Verarbeitung von Information: Im Unterschied zum menschlichen Gehirn, wo Information aus der rechten Körperhälfte in der linken Gehirnhälfte und umgekehrt verarbeitet wird, verarbeitet das Bienengehirn die jeweilige Information aus der gleichen Körperhälfte. D.h. die rechte Gehirnhälfte verarbeitet die Information aus der rechten Körperhälfte und die linke Gehirnhälfte die Information aus der linken Körperhälfte. Pheromone und Kommunikation bei der Honigbiene: 36. Erklären Sie den Begriff Pheromon: Pheromone sind chemische Stoffe, die von Organismen abgegeben werden, von anderen Organismen der gleichen Art wahrgenommen werden und diese in ihrem Verhalten bzw. in ihrer Entwicklung beeinflussen können (z.b. Königinnenpheromon unterdrückt die Entwicklung der Ovarien bei den Arbeiterinnen). 9

10 37. Wie messen Honigbienen die Entfernung? Durch die optische Bildverschiebung. Experimente haben gezeigt je mehr Bildinformation pro Zeiteinheit während des Fluges verarbeitet werden muss umso größer wird die Distanz zwischen Stock und Futterquelle angegeben. 38. Aus wie vielen Komponenten besteht das Königinnenpheromon und welche ist die Hauptkomponente? Das Königinnenpheromon besteht aus insgesamt 13 verschiedenen Komponenten. Die Hauptkomponente ist: 9-Oxo-2-Decensäure 39. Welche Effekte kann das Königinnenpheromon auf die Arbeiterinnen haben? Stimulierender Effekt: bewirkt Zunahme des Wabenbaus, Erhöhung der Brutpflege, Anregung des Sammelverhaltens und der Vorratsanlegung. Inhibitorischer Effekt: Reduziert die Produktion von Königinnen, reduziert die Produktion von Drohnen, verhindert die Entwicklung der Ovarien bei Arbeiterinnen. 40. Was passiert bei Verlust der Königin und damit verbundener Abnahme der Konzentration des Königinnenpheromons im Bienenvolk? Bei Abwesenheit von Arbeiterinnenbrut: 1. Ovarien entwickeln sich bei den Arbeiterinnen 2. Arbeiterinnen beginnen Eier zu legen 3. Anzahl der Drohnen wird erhöht, da Arbeiterinnen nur unbefruchtete Eier legen. 4. Ab einer gewissen Anzahl an legenden Arbeiterinnen wird die Entwicklung der Ovarien bei weiteren Arbeiterinnen verhindert. 5. Auch eine steigende Anzahl an Drohnenbrut wirkt sich hemmend auf die weiter Entwicklung der Ovarien bei Arbeiterinnen aus. Bei Anwesenheit von Arbeiterinnenbrut: 1. Aus der Brut wird eine neue Königin nachgezogen. Durch Anwesenheit von Arbeiterinnenbrut wird die Entwicklung der Ovarien bei Arbeiterinnen für eine bestimmte Zeit gehemmt. 2. Nach dem Schlupf und der Begattung der neuen Königin erhöht sich natürlich der Pheromonspiegel des Königinnenpheromons im Volk 10

11 3. Neue Arbeiterinnenbrut wird produziert 4. Dadurch ebenfalls Hemmung der Entwicklung der Ovarien bei Arbeiterinnen. Bedrohung der Honigbiene: 41. Welche Faktoren bedrohen die Honigbiene? Parasiten und Pathogene Pestizide Imkerliche Praxis (falsche Maßnahmen, unkontrollierter Einsatz von Medikamenten ) Monokulturen Klimawandel und Handystrahlen? Umweltgifte CCD (Colony colapse dissorder; unkontrollierter Koloniezusammenbruch) 42. Beschreiben Sie das typische Erscheinungsbild von CCD: Plötzlicher Rückgang der Volksstärke um % Es gibt keine adulten Bienen im Volk (Cox et al. 2007) Im Endstadium gibt es nur mehr die Königin mit einigen Hofstaatbienen Im Volk sind Vorräte und verdeckelte Brut vorhanden. Betroffene Völker bleiben von Parasiten und Räuberei verschont. 43. Nennen Sie einige mögliche Ursachen von CCD: Chronischer Stress Langfristige Pestizidfolgen Auftreten eines neuen unbekannten Erregers Nosema Ceranae. 11

12 44. Gibt es in Österreich gemeldete Fälle von CCD? Was sind laut Umfrageergebnisse der letzten Jahre die Hauptursachen der Winterverluste in Österreich? Bis jetzt gibt es noch keinen einzigen gemeldeten Fall von CCD. Laut Umfrageergebnisse der letzten Jahre handelt es sich bei den Hauptursachen der Winterverluste um: Belastung durch Vasrroa destructor Königinnenverlust Verhungern der Völker. 12