Die Honigbiene Arbeitsvideo / 4 Kurzfilme

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1 Die Honigbiene: Arbeitsvideo / 4 Kurzfilme Seite 1/6 VHS (FWU) / (Klett) 21 min Die Honigbiene Arbeitsvideo / 4 Kurzfilme Wie bei allen Staaten bildenden Insekten ist auch bei der Honigbiene das Zusammenleben im Staat genauestens geregelt. Je nach Alter und Geschlecht übernehmen die Tiere im Laufe ihres kurzen Lebens die unterschiedlichsten Aufgaben: So ist die Arbeiterin nacheinander Reinigungsbiene, Ammenbiene, Baubiene, Wächterin am Flugloch und schließlich Sammlerin von Nektar und Pollen. Bei Bedarf übernehmen die Bienen auch andere Aufgaben. Dies ist nur möglich, weil wichtige Informationen in kurzer Zeit von Biene zu Biene über den ganzen Stock verbreitet werden. Am bekanntesten sind hierfür die Bienentänze (Rund- und Schwänzeltanz), die die Lage einer Futterquelle anzeigen. Mit ihren Fühlern können die Bienen weitere, wichtige Informationen vermitteln, und die Weitergabe von Botenstoffen, die von der Bienenkönigin abgegeben werden, ergänzen die Verständigungsmöglichkeiten der Bienen untereinander. Wie ausgeprägt die Sinnesorgane der Honigbiene sind, vermitteln die Versuche zum Farbensehen. 1 Arbeitsteilung 6,5 min 2 Nahrungsbeschaffung 3,0 min 3 Verständigung 7,0 min 4 Farbensehen 4,0 mn Lernziele Kenntisse erwerben über den Tätigkeitswechsel einer Arbeiterin im Laufe ihres Lebens: erkennen, dass die Bienen im Stock Informationen mithilfe von Signalstoffen austauschen; verstehen, dass die Bienen mithilfe der Bienentänze bestimmte Informationen über die Futterquelle weitergeben; beobachten, wie eine Farbdressur durchgeführt wird, sowie die Fehlermöglichkeiten und deren Ausschaltung verstehen. Zum Inhalt Zu den Filmen Ameisen, Termiten sowie zahlreiche Faltenwespen und Bienen werden als Staaten bildende (=eusoziale) Insekten bezeichnet. Die bekannteste Staaten bildende Biene ist die Honigbiene, Apis mellifera LINNAEUS, Wie alle eusozialen Insekten hat sie drei charakteristische Eigenschaften: 1) Zusammenarbeit mehrerer Individuen bei der Brutpflege. 2) Arbeitsteilung bei der Fortpflanzung; es gibt fortpflanzungsfähige Geschlechtstiere und Arbeitsindividuen, bei der Honigbiene die Drohnen, Königinnen und Arbeiterinnen. 3) Es greifen mindestens zwei Generationen ineinander über, bei Apis die Königin und ihre Töchter, die Arbeiterinnen. Obwohl der Mensch seit mehr als 4000 Jahren Imkerei betreibt, - älteste Darstellung auf einer altägyptischen Tempelwand ca v.chr. ist die Biene kein gezähmtes Haustier geworden. Alle Rassen können bei klimatisch günstigen Bedingungen auch unabhängig vom

2 Die Honigbiene: Arbeitsvideo / 4 Kurzfilme Seite 2/6 Menschen leben. Die Entwicklung von der Eiablage bis zum Schlüpfen einer Arbeiterin dauert 21 Tage Ei: 3 Tage, Larve: 6,5 Tage, erwachsene Larve (=Streckmade) + Puppe 11,5 Tage bei der Königin 16 und beim Drohn 24 Tage. Die Lebenserwartung einer Arbeiterin beträgt im Sommer etwa 40 bis 45 Tage. 1. Arbeitsteilung Die Arbeitsteilung geschieht nicht durch lebenslange Spezialisierung auf bestimmte Tätigkeiten, sondern dadurch, dass jede Biene im Lauf ihres Lebens nacheinander die im Stock und außerhalb notwendigen Arbeiten durchführt. Die jeweilige Haupttätigkeit ist mit dem Funktionszustand der Futtersaft- bzw. Wachsdrüsen gekoppelt. Für den Arbeitskalender einer Arbeiterin gilt im Sommer folgendes Grundmuster: 1. bis 3. Tag: Zellen reinigen und Austapezieren der Zellen mit einem bakteriziden Sekret. 4. bis 9. Tag: Füttern und Pflegen der Larven als Ammenbiene. 1 bis 3 Tage alte Larven werden ausschließlich mit eiweißhaltiger Bienenmilch aus den Futtersaftdrüsen im Kopf ernährt. Ältere Larven erhalten zusätzlich Pollen und Nektar als Nahrung. Nur die zukünftigen Königinnen werden zeitlebens mit Bienenmilch (=Gelee royal) ernährt. Um Bienenmilch in der nötigen Menge herstellen zu können, müssen die Ammenbienen viel eiweißhaltigen Pollen fressen, den sie sich selbst aus den Vorratszellen holen. Nach 6,5 Tagen sind die Arbeiterinnenlarven erwachsen. Ihre Gewichtszunahme ist phantastisch; bei gleicher Gewichtszunahme wöge ein 5 Pfund schwerer Säugling nach 6,5 Tagen 12 Zentner. 10. bis 16. Tag: Baubiene. Die Futtersaftdrüsen schrumpfen, die Wachsdrüsen werden funktionsfähig. Die über den Wachsdrüsen abgeschiedenen Wachsplättchen werden mit spitzen Borsten am Ende des Metatarsus (=1. Fussglied) der Hinterbeine aufgespießt und aus den Taschen zwischen den Hinterleibssterniten (= Bauchplatten) herausgezogen. Das Wachs wird an die Mandibeln weitergereicht und zum Bau neuer und Ausbessern alter Waben verwendet. Brutzellen mit erwachsenen Larven werden mit Wachsdeckel überzogen. 17. bis 19. Tag: Haupttätigkeit wird nun das Honigmachen und Pollenstampfen. Von heimkehrenden Sammelbienen wird der Nektar übernommen und die Saccharose mit dem Ferment Invertase in D-Glucose (= Dextrose) und D-Fructose (=Laevulose) gespalten. Der Wassergehalt des Honigs wird vermindert, indem die Biene kleine Portionen auf die ausgestreckten Mundwerkzeuge auswürgt und auf der großen Oberfläche Wasser verdunsten lässt. Der Honig wird in Vorratszellen gebracht und mit Wachs gedeckelt. Der Wasserentzug und der luftdichte Verschluss verhindern, dass der Honig durch Gärung verdirbt. Der gesammelte Pollen wird von den Sammelbienen in die Zellen hinein abgestreift. Soweit er nicht sofort verbraucht wird, wird er von Pollenstampfern mit dem Kopf in den Zellen als Vorrat festgestampft. Etwa 20. Tag: Ein Teil der Arbeiterinnen geht als Wächter an den Nesteingang. Nur Stockgenossen, die sie am Stockduft erkennen, werden hereingelassen. Schon während ihres Lebens als Stockbienen etwa ab dem 3. Lebenstag machen die jungen Arbeiterinnen erste Ausflüge aus dem Stock. Orientierungsflüge in die unmittelbare Nachbarschaft, um sich die Lage des Flugloches einzuprägen. Etwa 21. Tag bis zum Tod: Sammelbiene. Außer Pollen und Nektar wird Pflanzenharz (=Propolis) zum Abdichten des Stockes und im Sommer Wasser zur Kühlung des Stockinneren gesammelt. Ein noch genaueres Bild der Arbeitsteilung im Bienenstaat erhielt man durch Dauerbeobachtung einzelner markierter Arbeiterinnen in Nestern mit Glaswänden. Dabei

3 Die Honigbiene: Arbeitsvideo / 4 Kurzfilme Seite 3/6 stellte sich heraus, dass die Haupttätigkeiten zwar in der angegebenen Weise aufeinander folgen, dass aber dazwischen auch andere Tätigkeiten verrichtet werden können. Eine Ammenbiene kann auch bauen oder Zellen putzen, wenn es nötig ist. Sehr viel Zeit wird durch Ruhepausen oder auf Patrouillengängen durch das Nest verbraucht. Während des patroullierens holt sich die Biene selbst die notwendige Information darüber, was jeweils im Stock zu tun ist. Der altersbedingte ist also eine situationsbedingte Arbeitsteilung überlagert. Jede Biene ist im Nest ihr eigener Informant und Auftraggeber, dazu dient das Patroullieren. Die langen Ruhepausen haben ebenfalls eine wichtige Funktion. Die Müßiggänger sind der Reservetrupp, der jederzeit an kritischen Punkten des Arbeitsmarktes eingesetzt werden kann, z.b. für den Nahrungserwerb, wenn eine günstige Nahrungsquelle entdeckt ist. Die Ruhepausen bedeuten also Bereitschaftsdienst. 2 Nahrungsbeschaffung Nektarsammeln. Der Leck- und Saugrüssel der Honigbiene besteht aus den Unterkiefern (=Maxillen) und der Unterlippe (=Labium). Die Mundteile bilden um die Zunge (=die miteinander verwachsenen Glossae der Unterlippe) herum das Nahrungsrohr. Die Seitenränder der Zunge sind nach hinten umgeschlagen und legen sich zu einer nahezu geschlossenen Rinne zusammen, diese Rinne dient als Speichelrohr. Ist reichlich Nektar vorhanden, so wird er durch das Nahrungsrohr aufgesogen. Dabei wirken Kapillarkräfte und Saugpumpen (=Muskeln, die den Mundvorraum und den Pharynx erweitern) zusammen. Kleinste Nektarmengen werden aufgeleckt, indem die Zunge aus dem Nahrungsrohr herausgestreckt und auf den Nektar gedrückt wird. Die dicht mit mikroskopisch kleinen Härchen besetzte Zunge hält den Nektar wie ein Schwamm zwischen den Härchen fest. Anschließend wird die Zunge wieder ganz in das Nahrungsohr zurückgezogen. Ist Nektar oder Honigtau (=zuckerhaltiger Blattlauskot) eingetrocknet, so kann der Zucker mithilfe von Speichel, der über das Speichelrohr an die Spitze des Rüssels gelangt, aufgelöst und aufgesaugt werden. Zum Transport des Nektars dient der Honigmagen (=Kropf). In Ruhe kann der Rüssel doppelt gefaltet unter den Kopf eingeklappt werden. Pollensammeln und Pollentransport. Sind die Staubgefäße (=Antheren) beim Blütenbesuch noch geschlossen, so können sie mit den Mandibeln aufgebissen und der Pollen mit den Tarsen der Vorderbeine herausgekratzt werden. Der Pollen insektenblütiger Pflanzen ist durch den Pollenkitt meist klebrig genug, der Pollen windblütiger Pflanzen kann mit etwas erbrochenem Nektar angefeuchtet und klebrig gemacht werden. Das Ausbürsten des Pollens aus dem Haarkleid und das Höseln wird in der Regel im Flug ausgeführt. Als Pollenbürsten dienen die dicht und kurz behaarten Innenseiten der vergrößerten Metatarsen aller Beinpaare. Kopf, Mandibeln und der vordere Teil des Thorax werden von den Vorderbeinen abgebürstet, der übrige Thorax von den Mittelbeinen. Sie übernehmen auch den Pollen aus den Metatarsusbürsten der Vorderbeine derselben Körperseite. Die Hinterbeine bürsten den Hinterleib aus und übernehmen den Pollen von den Mittelbeinen derselben Seite. So wird der Pollen in den stark vergrößerten Metatarsusbürsten der Hinterbeine gesammelt. Am Ende der Hintertibien befindet sich an der Innenseite eine Reihe dicht stehender kräftiger Borsten, der Pollenkamm. Durch Gegeneinanderreiben der Hinterbeine wird der Pollen mit dem Pollenkamm aus der Bürste des gegenüberliegenden Beines herausgekämmt. Er gelangt dadurch auf das außerhalb des Kammes gelegene verbreiterte Ende der Schiene (=Tibia). Der verbreiterte Oberrand des Metatarsus, der Fersenhenkel (=Pollenschieber) bildet mit dem Tibienende die Pollenzange. Wird der Fersenhenkel gegen das Tibienende bewegt, so schließt sich die Pollenzange, eine Portion Pollen wird von unten in das Körbchen auf der Außenseite der Hinterschiene

4 Die Honigbiene: Arbeitsvideo / 4 Kurzfilme Seite 4/6 hineingedrückt. Die mit Pollenmassen gefüllten Körbchen werden als Höschen bezeichnet, sie werden von Zeit zu Zeit mit den Mittelbeinen festgeklopft. Nach der Rückkehr in den Stock werden die Höschen mit den Mittelbeinen in eine Vorratszelle hinein abgestreift. 3 Verständigung Entdecker der Bienensprache ist Karl von Frisch (1923). Findet ein Kundschafter eine ergiebige Futterquelle mit hohem Zuckergehalt in der Nähe des Stockes, so führt er nach der Rückkehr einen Rundtanz auf. (Bei geringem oder minderwertigem Nahrungsangebot wird gar nicht oder nicht ausdauernd getanzt.) Der Rundtanz enthält keine Information über die Himmelsrichtung und über die genaue Entfernung der Futterquelle. Der Duft der Nektarproben, die die Tänzerin in Tanzpausen anbietet, führen die Sammelbienen zum Ziel. Liegt die Futterquelle weiter als etwa 40 bis 80 m vom Stock entfernt, so wird ein sog. Schwänzeltanz aufgeführt. Der informativste Teil ist der Geradeauslauf, der unter seitlichem Hin- und Herschlagen des Hinterleibes erfolgt, dem Schwänzeln. Entfernungsangabe. Ist die Futterquelle weiter entfernt, so läuft die Biene beim Schwänzeln langsamer. Die Biene gibt dabei nicht die absolute Entfernung zum Ziel an, sondern den Energieverbrauch. Herrscht Rückenwind, so schwänzelt sie kürzer als bei Windstille, um dasselbe Ziel anzuzeigen. Richtungsangabe. Normalerweise findet der Tanz im Stock statt. An heißen Sommertagen, wenn ein Teil der Sammelbienen die Kundschafter schon vor dem Flugloch erwartet, kann auch auf dem waagerechten Abflugbrettchen getanzt werden. Als Kompass dient die Sonne, liegt das Ziel z.b. 20 rechts von der Sonne, so hält die Tänzerin beim Schwänzeln denselben Winkel zur Sonne ein, den sie beim Abflug zum Ziel hatte, also 20 rechts von der Sonne. Auf den senkrechten Waben im dunklen Stock wird der Winkel zur Sonne als Winkel zur Schwerkraft wiedergegeben. Schwänzeltänze genau senkrecht nach oben bedeuten, dass sich die Futterquelle genau in Richtung zur Sonne befindet. In unserem Beispiel würden die Bienen 20 rechts zur Senkrechten schräg nach oben tanzen. Außer Richtung und Zeitdauer des Schwänzellaufes enthalten auch beim Schwänzeln abgegebene Töne, die mit den Fühlern wahrgenommen werden, wichtige Informationen über die Entfernung und Richtung der Futterquelle. Die Töne (ca. 260 Hz) werden durch Vibrationen der Flugmuskulatur erzeugt. Anhand der Vibrationssignale können Nachttänzerinnen im Dunkel des Stockes die Dauer des Schwänzeltanzes registrieren. Untersucht man verschiedenen Bienenrassen, so findet man kleine Unterschiede in der zeitlichen Abstimmung der Schwänzeltänze. Die Rassen sprechen verschiedene Dialekte. Am schnellsten tanzt in Mitteleuropa die Kärntische, am langsamsten die Italienische Honigbienenrasse. Auch der Übergang vom Rundtanz zum Schwänzeltanz erfolgt bei den einzelnen Rassen in unterschiedlicher Entfernung vom Nest. 4 Farbensehen Der Nachweis des Farbensehens bei Bienen gelang Karl von Frisch (1914) mit Dressurversuchen, die wie die im Film gezeigten aufgebaut waren. Die physiologische Grundlage ist wie beim Menschen ein Dreifarbensystem (=trichromatisches Farbensehen) das Spektrum der Honigbiene ist allerdings zum kurzwelligen Licht hin verschoben. Die Biene ist UV-sichtig aber rotblind. Die hat drei Sehzellentypen, den UV-Rezeptor mit einem Empfindlichkeitsmaximum bei 340 nm, einen Blaurezeptor (463 nm) und einen Grünrezeptor (530 nm). Zu jedem Sehkeil (=Ommatidium) des Komplexauges gehören neun Sehzellen, alle

5 Die Honigbiene: Arbeitsvideo / 4 Kurzfilme Seite 5/6 drei Sehzelltypen sind vertreten: drei untraviolett empfindliche, zwei bau empfindliche und vier grün empfindliche Sehzellen. Alle Sehpunkte, aus denen sich das Sehbild der Bienen mosaikartig zusammensetzt, sind trichromatisch, können also farbig gesehen werden. Die Sehpigmente liegen in den Membranen der Mikrovillisäume der Sehzellen. Die Mikrovilli aller neun Sehwellen bilden im Ommatidium einen zentralen Sehstab (=geschlossenes Rhabdom). Da der Sehstab optisch dichter als seine Umgebung ist, verläuft das Licht in ihm verlustarm wie in einem technischen Lichtleiter. Hinweis Bei dieser Produktion handelt es sich um eine Bearbeitung der S-8-Filme: Honigbiene/Arbeitsteilung, Honigbiene/Duft Geruch Rundtanz, Honigbiene/Schwänzeltanz, Honigbiene/Nachweis des Farbensehens, Bienen sammeln Nektar. Produktion FWU Institut für Film und Bild und Ernst Klett Verlag GmbH, 1999 Realisation und Kamera Wolf Schwan Fachberatung und Begleitkarte Prof. Dr. Konrad Schmidt Bildnachweis IFA-Bilderteam Redaktion Cornelia Berner Pädagogische Referentin im FWU Sonja Riedel Verleih durch Landes-, Kreis- und Stadtbildstellen/Medienzentren Verkauf durch FWU Institut für Film und Bild, Grünwald Nur Bildstellen/Medienzentren: öv zulässig 1999 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D Grünwald

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