Wie leben eigentlich Bienen? HOBOS liefert Daten und Livebilder aus dem Bienenstock. globalen Problem (spiegel-online.de, ).

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1 CHRISTOPH BAUER, MARKUS RUPPERT Wie leben eigentlich Bienen? HOBOS liefert Daten und Livebilder aus dem Bienenstock LERNGRUPPE: IDEE: FÄCHER: ARBEITSBLATT 1/2: ARBEITSBLATT 3/4: ONLINE-MATERIAL: ZEITBEDARF: Schuljahr Fachübergreifendes Arbeiten mit einer Onlinedatenbank HOney Bee Online Studies (HOBOS) Mathematik, Biologie Untersuchung des Stockgewichts Untersuchung zur Temperatur im Bienenstock Excel-Datei mit Temperaturdaten, Arbeitsblätter 5, 6, 7 zum Verroa- Befall ca. 4 6 Unterrichtsstunden Die Meldungen über das Sterben ganzer Bienenvölker häufen sich in den letzten Jahren. Die Vereinten Nationen erklärten das Bienensterben gar zum 1 WISSENSWERT Mit HOBOS Bienen erforschen globalen Problem (spiegel-online.de, ). 1 Die zentrale Bedeutung der Honigbiene in der Nahrungskette und deren Gefährdung durch verschiedene Umwelteinflüsse legt zunächst eine Beschäftigung mit dem Nutzinsekt im Biologieunterricht nahe (etwa Jedoch kann und sollte die Gelegenheit genutzt werden, in einem fächerübergreifenden Ansatz die Mathematik ins Spiel zu bringen. Mit dem Sammeln, Darstellen und Auswerten von Daten rund um die Honigbiene, sowie der Arbeit an Diagrammen können einerseits Kompetenzen gefördert werden, deren Erwerb zentraler Inhalt des Mathematikunterrichts ist. Andererseits gelingt eine sinnvolle Interpretation der Daten nur vor dem Hintergrund des zu- Mit der preisgekrönten und prominent unterstützten Online-Lernplattform und -Datenbank HOBOS schuf der Bienenforscher Prof. Jürgen Tautz die Möglichkeit, einen Bienenstock live online zu beobachten. Unter anderem liefern diverse Temperatur-, Gewichts- und CO 2 -Sensoren minutenaktuelle Daten. Die Bilder verschiedener Webcams und Infrarotkameras erlauben die Beobachtung des Bienenstocks im Livestream ( Neben den Live-Daten kann auch auf ein Daten-Archiv und Filmarachiv zugegriffen werden. Mit wenigen Mausklicks können damit Diagramme verschiedener Messgrößen in einem gewünschten Zeitraum der Vergangenheit gegenübergestellt oder auf Anfrage numerische Daten im csv- Dateiformat zur weiteren Verarbeitung heruntergeladen werden. Zu diesen Datensätzen kann dann mit Hilfe des Filmarchives das Verhalten der Bienen beobachtet werden. HOBOS erlaubt also die Erforschung der Vorgänge in und um den Bienenstock anhand umfangreichen realen Datenmaterials und Filmmaterials. Jeder kann sich kostenlos bei HOBOS registrieren und erhält dann Zugriff auf die gewünschten Datensätze (als Grafik). grundeliegenden biologischen Kontexts. Hier bietet das Arbeiten mit der Online-Lernplattform und Datenbank HOBOS (s. Kasten 1) einen Ansatz, bei dem Biologie und Mathematik gleichermaßen profitieren können. Die wichtigste Aufgabe der Schülerinnen und Schüler ist es dabei, die im Rahmen einer Erforschung der vorliegenden Daten formulierten Aussagen und Hypothesen mathematisch zu untermauern, durch eine geeignete Darstellung der Datenlage kommunizierbar zu machen und biologisch zu interpretieren. Erste Schritte Wie bei jedem digitalen Hilfsmittel, muss den Schülerinnen und Schülern 48 mathematik lehren

2 auch bei der Verwendung von HOBOS eine Phase der Einarbeitung zugestanden werden, in der sie die wichtigsten Funktionalitäten der Lernplattform kennenlernen. Doch auch diese Einarbeitung kann bereits anhand kleiner Forschungsaufgaben rund um die Daten des Bienenstocks geschehen. Untersuchung des Stockgewichts Das Stockgewicht des Bienenstaats unterliegt ständigen Änderungen. Ab dem Frühjahr, wenn der Staat wächst und die Bienen Nektar eintragen, nimmt in der Regel auch das Stockgewicht zu. Ab Herbst, wenn die Bienen überwintern und die Nahrungsvorräte verbrauchen, nimmt das Stockgewicht ab. Dennoch kann auch im Sommer eine Fluktuation des Stockgewichtes beobachtet werden, die von der Aktivität der Bienen abhängt (Abb. 1 und 2). Während die Schülerinnen und Schüler diesem biologischen Phänomen mit Hilfe der Mathematik auf den Grund gehen, lernen sie die grundlegenden Arbeitstechniken sowie die Möglichkeiten und Grenzen der Lernplattform kennen (Arbeitsblätter 1 und 2). Sie betrachten die Gewichtsentwicklung des Bienenstocks im Jahres- und im Tagesverlauf. Neben verschiedenen Lagemaßen (Minimum, Maximum, Mittelwert) und Streuungsmaßen (Schwankung = Spannweite) müssen sie qualitative Aussagen über den Verlauf des Graphen treffen und im Kontext versuchen, Hypothesen über mögliche Ursachen des beobachteten Verlaufs zu formulieren. Sie betrachten genauer, wie die Messungen Zeit und Abb. 1: Das Stockgewicht im Jahresverlauf (mit einer Fehlmessung im Februar) Abb. 2: Das Stockgewicht im Tagesverlauf (im Sommer) Gewicht erfolgen: Es handelt sich um einen diskreten Messvorgang (im Minutentakt). Mit Blick auf das maximale Stockgewicht und dessen Entwicklung über die frühen Sommermonate hinweg, lässt sich der Zeitpunkt des Schwärmens ermitteln, an dem ein Teil der Arbeiterinnen mit der bisherigen Königin den Stock verlässt, um einen neuen Bienenstaat zu gründen. Sammeln, Auswerten und Interpretieren von Daten SEK I UNTERRICHT HOBOS nimmt uns aufwändige (und für den Unterricht nicht realisierbare) Messprozesse ab und stellt die daraus erwachsenden Daten in leicht zugänglicher Form zur Verfügung. Will man vor der Bearbeitung von tiefergehenden Fragen zunächst ein Verständnis für das verwendete Werkzeug, also für das Zustandekommen der generierten Graphen herstellen, besteht die Möglichkeit, auf die zugrunde liegenden Original-Messdaten im csv-format zuzugreifen und daraus Graphen manuell erstellen zu lassen. Bei der weiteren Arbeit mit HOBOS kann dann auf diesen Schritt verzichtet werden. Die zur Verfügung gestellte Datenmenge ist so umfangreich, dass das Auswählen der für eine Frage relevanten Daten bereits eine Herausforderung darstellt. Die Auswertung der herausgesuchten Daten kann dann sowohl auf der numerischen als auch auf der graphischen Ebene geschehen. Für die Interpretation der Daten, also für die Formulierung und Überprüfung von Hypothesen mit Bezug zum Kontext, kann (und muss) schließlich auf das Wissen aus der Biologie (Informationstexte) zurückgegriffen werden. Temperaturregulation im Bienenstock Hier geht es darum, das Zustandekommen der HOBOS-Grafiken nachzuvollziehen und deren Möglichkeiten und Grenzen besser einschätzen zu können. Dazu erhalten die Lernenden im ersten Schritt Temperaturdaten (Stockund Außentemperatur) eines warmen Sommertags in Form einer Messtabelle (Excel-Datei Temperaturen.xls, s. Online- Material). Aus dieser Tabelle sollen sie die geforderten Messdaten herauslesen und in eine eigene Wertetabelle eintragen sowie verschiedene Zeit-Temperatur-Graphen zeichnen und mit den Graphen aus der HOBOS-Plattform vergleichen ( 3). Der Schwierigkeitsgrad dieser Aufgabe kann durch den Grad der im Vorfeld geleisteten Datenaufbereitung variiert werden. Die Erfahrung zeigt, dass die Lernenden selbst bei gut aufbereiteten Daten Schwierigkeiten haben, die für die gegebene Aufgabe relevanten Daten herauszulesen. Für ungeübte Lerngruppen kann auf die Vorbereitung des Datensatzes deshalb nicht verzichtet werden. Ein Infotext ( 4) hilft, die beiden Kurven bezüglich der Temperaturschwankungen zu interpretieren: die Temperaturschwankungen sind außerhalb des Bienenstocks wesentlich stärker als innerhalb des Stocks. Es gelingt den wechselwarmen Bienen offen- mathematik lehren

3 Abb. 3: Vergleich der Außentemperatur und der Temperatur in einigen Wabengassen. Die äußeren Gassen zeigen eine stärkere Schwankung als im Zentrum. sichtlich, trotz starker Schwankungen der Außentemperatur ein gleichwarmes Milieu im Inneren des Stocks zu erzeugen, um ideale Bedingungen für ihre Brut zu schaffen aus biologischer Sicht eine herausragende Leistung. Die von den Schülerinnen und Schülern auf der Grundlage ihres manuell erstellten Diagramms geäußerten Vermutungen können jetzt mit HO- BOS für verschiedene Klimaverhältnisse überprüft werden. Dazu suchen die Jugendlichen zunächst mit Hilfe der Datenbank eine Periode warmer Sommertage. Dann betrachten sie für diese Tage die Temperaturentwicklung an verschiedenen Stellen des Bienenstocks (verschiedene Wabengassen) im Vergleich zur Außentemperatur. Diese Daten werden von HOBOS in einer gemeinsamen Grafik dargestellt (s. Abb. 3), wodurch eine noch detailliertere Auswertung der Temperaturverhältnisse und damit sogar ein Rückschluss über die Verteilung der Bienen im Stockinneren möglich wird. Aus der Grafik lässt sich ablesen: Die Temperaturschwankungen werden immer geringer, je zentraler der Messfühler im Bienenstock lokalisiert ist. Im Zentrum liegt eine nahezu konstante Temperatur vor. Gegebenenfalls kann aus diesen Daten auch eine asymmetrische Belegung der Waben durch das Bienenvolk abgelesen werden. Mit HOBOS kann nun wieder leicht überprüft werden, ob die These Bienen halten die Stocktemperatur konstant auch an anderen Tagen des Jahres zutrifft. Die Lernenden werden feststellen, dass die Behauptung zwar für kalte Sommertage ebenso zutrifft, die Temperaturschwankungen im Frühjahr oder im Herbst jedoch mit denen der Außentemperatur vergleichbar sind. Natürlich sollen diese Beobachtungen auch interpretiert und deren Ursachen auf einer biologischen Grundlage geklärt werden. Hierzu formulieren die Schülerinnen und Schüler zunächst eigene Hypothesen. Mit Hilfe eines Informationstexts können sie diese dann überprüfen und ergänzen. Die Schülerinnen und Schülern lernen auch die Möglichkeiten kennen, die der Honigbiene zur Temperaturregulation zur Verfügung stehen. Ursachen des Bienensterbens Das Bienensterben hat mehrere Ursachen. Neben dem Einsatz von für die Bienen tödlichen Pestiziden in der Landwirtschaft (Imker kämpfen dafür, Pestizide Substanzklasse der Neonicotinoide von der EU verbieten zu lassen) 2 werden die Bienenvölker vor allem durch den Befall der Milbe mit dem wissenschaftlichen Namen Varroa destructor bedroht. Die Varroa Milbe ist ein Parasit, der die Bienenlarven befällt und sich von deren Hämolymphe ernährt. Befallene Larven können sich nicht zu leistungsfähigen Arbeiterinnen entwickeln und fallen für den Bienenstaat aus, so dass der geschwächte Bienenstaat im Extremfall den Winter nicht überleben kann. Mit statistischen Methoden versuchen die Imker, die Stärke des Varroabefalls vorherzusagen und so die Gefährdung für den jeweiligen Stock zu ermitteln. Eine Methode zur Feststellung der Milbenzahl im Bienenstock wird auf 5 bis 7, Online-Material vorgestellt: Frisch gereinigte Stockböden werden nach einer Woche herausgezogen und abfotografiert. Zur Auswertung wird die Zahl der Milben auf den Böden gezählt³ und damit rückgeschlossen, wie viele Parasiten sich im Stock befinden. Liegen die Werte unterhalb eines Schwellenwerts (ablesbar in einer Schadschwellengrafik), kommt ein Bienenstaat selbst mit dem Parasiten zurecht. Die Lernenden können anhand der Daten Rückschlüsse auf die Befallsstärke ziehen und entscheiden, wie ein Imker im Einzelfall zu handeln hätte. Übrigens hängt der Milbenbefall nicht von der Außentemperatur ab, da er im Inneren des Bienenstocks (konstante Temperatur) zu suchen ist. Weitere Aufgaben Sind die Lernenden an das Arbeiten mit HOBOS gewöhnt, bieten sich komplexere oder offenere Aufgaben an: Untersuche den Zusammenhang zwischen Ein- und Ausflügen der Bienen und dem Stockgewicht. Untersuche die Abhängigkeit der Bienenaktivität von der Außentemperatur (vom Niederschlag). Modelliere für eine Woche im Sommer die Luftfeuchtigkeitsdaten innerhalb und außerhalb des Stocks jeweils mit einer allgemeinen (aufsteigenden/abfallenden) Sinusfunktion: f(x) = a sin(bx c) + dx + e Interpretiere die Parameter a bis e und vergleiche sie für die beiden Modellkurven. Was stellst du fest? Lassen sich die Gemeinsamkeiten / Unterschiede biologisch erklären? Finde selbst Forschungsfragen und untersuche sie mit HOBOS. Anmerkungen / Quellen EH_Neonicotinoide.pdf 3 Haben die Jugendlichen in einer vorherigen Biologiestunde die Varroa-Milbe mikroskopiert und ihre Morphologie studiert, können sie den Schädling erkennen, vgl. lehrmaterial/gymnasium/biologie.html 50 mathematik lehren

4 GmbH Mathematik lehren Grafik: HOBOS Hat das Bienenvolk Gewichtsprobleme? HOBOS steht für HoneyBee Online Studies. In einem Bienenstock der Honigbiene (engl: honeybee) sind Sensoren angebracht, die Informationen zum Leben im Bienenstock sammeln und Online zur Verfügung stellen. Wenn du dich auf der Seite angemeldet hast, kommst du über den Link HOBOS Live auf die Seite Messwerte. Hier kannst du durch Klicken des obersten Symbols Live-Daten des Beobachtungsstocks ebenso abrufen wie Daten aus den vergangenen Monaten. Im Menü, das nun erscheint, kannst du verschiedene Temperatur-, Gewichts- und Luftfeuchtigkeitsdaten, sowie Ein- und Ausflugzahlen auswählen. Die ausgewählten Daten werden dann als Diagramm angezeigt. Durch Ziehen eines Bereichs mit der Maus im Grafikfenster kannst du in das Diagramm hineinzoomen. Beispiel: Außentemperatur und Luftfeuchtigkeit im Stock Abb. 1: Luftfeuchtigkeit im Stock und Außentemperatur vom bis zum Abb. 2: Luftfeuchtigkeit im Stock und Außentemperatur am Grafische Anzeige der Daten a) Lasse dir den Verlauf des Stockgewichts für die letzten zwölf Monate anzeigen. Beschreibe Besonderheiten im Verlauf und diskutiere mögliche Erklärungen dafür mit deinem Nachbarn. Notiert eure Ergebnisse. b) Was war der höchste Wert und wie viel ist der niedrigste Wert der letzten 12 Monate? Minimalwert Maximalwert c) Lasse dir die Daten durch Hineinzoomen für die letzten zwei Wochen anzeigen. Was fällt nun auf? Diskutiere mit deinem Nachbarn und notiere eure Ergebnisse. d) Wie hoch ist das aktuelle Stockgewicht? Datum Stockgewicht 2. Genauigkeiten a) Wie kannst du herausfinden, in welchen Zeitabständen das Stockgewicht gemessen wird? Notiere dein Ergebnis! b) Mit welcher Genauigkeit wird das Gewicht bestimmt? Vergleiche mit dem Gewicht einer Biene! Könntest du mit der verwendeten Waage feststellen, ob eine Biene weggeflogen ist?

5 GmbH Mathematik lehren Hat das Bienenvolk Gewichtsprobleme? 3. Das Stockgewicht an Sommertagen Wähle nacheinander fünf Sommertage mit einer Außenhöchsttemperatur von ca. 25 C. Bestimme für diese Tage jeweils die Schwankung des Stockgewichts. Um wie viel Gramm ändert sich das Stockgewicht im Mittel? 4. Untersuchung des Stockgewichts im Monat Mai 2012: a) Trage das Stockgewicht vom 2. Mai bis zum 30. Mai um jeweils 20:00 Uhr in 2-Tages-Schritten in die Tabelle ein. Welche besonderen Werte hältst du damit in etwa fest? Datum Stockgewicht b) Übertrage die Daten nun in das Koordinatensystem. c) Beschreibe den Verlauf des Graphen. d) Formuliere verschiedene Hypothesen für die Besonderheiten im Verlauf des Grafen und diskutiere mit deinem Nachbarn. e) Informiere dich über das Phänomen des Schwärmens. Kannst du damit den Verlauf des Grafen erklären? Decken sich diese Erklärungen mit deinen Hypothesen?

6 GmbH Mathematik lehren Die Temperatur im Inneren des Bienenstocks Die Erhaltung einer günstigen Stocktemperatur ist für die Bienen sehr wichtig, denn zu hohe und zu niedrige Temperaturen schädigen ihre Brut. In einem überhitzten Stock würde zudem das Wachs, aus dem die Bienen die Waben bauen, immer weicher, bis es nicht mehr stabil genug ist, um die Brut und die eingelagerten Vorräte zu tragen. Bei Temperaturen unter 10 C Gefahr drohen die Bienen zu erfrieren. Logge dich unter (-> Lehrer Schüler Eltern) ein. Rufe unter Lehrmaterial -> Gymnasium -> Biologie; den Lernblock: "Wie warm oder kalt ist es im Bienenstock?" auf. In der Excel-Datei Temperaturen.xls findest du die Temperaturdaten, die von zwei Messfühlern innerhalb bzw. außerhalb des Bienenstocks aufgezeichnet werden. 1. HOBOS wandelt diese Daten in Diagramme um. Wie geht das? a) Erstelle dazu eine eigene abgespeckte Messtabelle. Trage die Temperaturwerte von 0.00 Uhr bis Uhr in 2-Stunden-Schritten in die folgende Tabelle ein: Uhrzeit Temperatur Innen / C Temperatur außen/ C b) Trage die Werte deiner Messtabelle in das folgende Diagramm ein: Temperatur/ C 0 0:00 6:00 12:00 18:00 24:00 Uhrzeit c) Vergleiche nun deine Kurven mit den von HOBOS erzeugten Kurven im gleichen Zeitraum. Welche Gemeinsamkeiten und welche Unterschiede stellst du fest? d) Beschreibe den Temperaturverlauf der beiden Kurven. Gehe insbesondere auf die Temperaturschwankungen im Inneren und außerhalb des Bienenstocks ein. e) Formuliere eine Vermutung für den Verlauf der beiden Kurven an anderen Tagen (z. B. an einem kühlen Sommertag, an einem Tag im Frühjahr, Herbst, Winter)? f) Welche Vorteile hat HOBOS beim Überprüfen deiner Hypothesen gegenüber der Arbeit mit den Tabellendaten?

7 GmbH Mathematik lehren Bild- und Textquelle: Die Temperatur im Inneren des Bienenstocks Was ist eine Wabengasse? In der Zarge (Bienenstock) hängen zehn Waben nebeneinander. Eine Wabengasse ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Waben. Dieser Abstand ist genau so breit, dass zwei Bienen auf den gegenüberliegenden Waben aneinander vorbei passen. Die Zählung der Wabengassen beginnt ganz außen und endet ganz außen auf der anderen Seite. Wabengassen eins und elf liegen also zwischen der Innenwand der Zarge und der ersten bzw. letzten Wabe, Wabengasse sechs liegt genau in der Mitte der Zarge. 2. Stocktemperatur im Sommer a) Suche mit HOBOS eine Phase von ca. drei aufeinanderfolgenden warmen Sommertagen. b) Stelle für diese Tage den Temperaturverlauf der Wabengassen 2, 4, 6, 8 und 10 zusammen mit der Außentemperatur dar. c) Beschreibe deine Beobachtungen so genau wie möglich und diskutiere sie mit deinem Nachbarn. d) Welche Temperaturentwicklung vermutest du für die mittleren Wabengassen an den anderen Tagen des Jahres? Notiere deine Vermutungen (mit Skizze). e) Überprüfe deine Vermutungen nun an einigen kühlen Sommertagen, sowie an einigen Tagen im Frühjahr, im Herbst und im Winter. Notiere deine Beobachtungen. Konntest du deine Vermutungen bestätigen? 3. Ursachen für die Temperaturentwicklung im Inneren des Bienenstocks a) Diskutiere deine Beobachtungen aus der Aufgabe 1 mit deinem Nachbarn. Formuliert Vermutungen über die Ursache der Temperaturentwicklung im Inneren des Stocks. Geht dabei auch auf die Unterschiede in den Jahreszeiten ein. Vergleicht eure Ergebnisse dann mit denen einer anderen Gruppe. b) Lest folgenden Informationstext zur Temperaturregulation. Welche eurer Argumente seht ihr bestätigt, welche Ursachen müsst ihr noch ergänzen? Welche Möglichkeiten haben die Bienen zur Temperaturregulation? An heißen Tagen tragen einige Bienen Wasser in den Stock ein. Daran, wie schnell und eifrig ihnen das Wasser am Eingang abgenommen wird, erkennen sie, ob noch mehr Wasser gebraucht wird. Das Wasser wird als dünner Film auf den Wänden der Waben verteilt. Dann erzeugen die Bienen durch das Fächeln ihrer Flügen einen Luftstrom. Das Wasser verdunstet und kühlt dadurch den Stock. (Feuchte eine Stelle auf deiner Hand an und bewege sie schnell, dann bemerkst du den Effekt.) Wird es im Stock zu kalt, klinken einige Bienen gewissermaßen ihre Flügel aus und erzeugen mit ihrer Flugmuskulatur ein Muskelzittern. So entsteht Wärme, die an ihre Umgebung abgeben wird und dadurch den Stock heizt. Dabei beteiligen sich umso mehr Bienen an der Wärmeproduktion, je größer die Abweichung der Temperatur von der gewünschte Stocktemperatur ist. Ist die gewünschte Stocktemperatur wieder eingestellt, beenden immer mehr der heizenden Bienen die Wärmeproduktion. Dank der Fähigkeit, aktiv Wärme zu produzieren können Bienen auch den Winter zu überstehen, ohne in eine Kältestarre zu verfallen.

8 GmbH Mathematik lehren Text nach: HOBOS / Isabelle Reus, Stefanie Golla, Christoph Bauer Zeichnungen: Michaela Will, HOBOS-Team Die Varroa-Milbe Ein Bienenleben Bienen machen im Laufe ihrer Entwicklung eine vollständige Verwandlung durch. Aus den von der Königin gelegten Eiern schlüpfen nach ca. 3 Tagen die sogenannten Rundmaden. Sie werden von den Arbeiterinnen gefüttert, bis sie nach 6 bis 7 Tagen zur Steckmade herangewachsen sind. Die Wabe wird dann verdeckelt und nach ungefähr 9 Tagen setzt die Verpuppung ein. Erst am ca. 21. Tag ist die Verwandlung abgeschlossen und die erwachsene Arbeiterbiene schlüpft. Zu den Aufgaben der Arbeiterinnen im Stock gehört die Versorgung der Brut, die Säuberung des Stockes, oder dessen Verteidigung gegen Eindringlinge. Außendienstbienen schwärmen als Entwicklung der Honigbiene Sammlerinnen aus, um Nektar und Pollen einzutragen. Die Drohnen, so nennt man die männlichen Bienen, haben eine etwas längere Entwicklungszeit. Sie schlüpfen erst nach ca. 24 Tagen. Ihre einzige Aufgabe ist die Begattung der Königin. Sie werden sogar von den Arbeiterinnen gefüttert. Zur Geschlechtsreife schwärmen die Drohnen aus, um eine Bienenkönigin zu begatten. Am Ende des Sommers werden die Drohnen von den Arbeiterinnen aus dem Bienennest vertrieben und verhungern schließlich (Drohnenschlacht). Die Varroamilbe Als Parasit ist die Varroamilbe eng an den Lebenszyklus ihres Wirtes gebunden. Erwachsene Varroa-weibchen klammern sich meist zwischen den Bauchschuppen der Bienen fest und saugen dort Hämolymphe (das Blut der Bienen). Besonders Ammenbienen, die sich um die Brut kümmern, werden stark befallen. Sie bringen die Milben zur Brut und nur dort kann die Vermehrung der Milben erfolgen. Kurz bevor die Waben verschlossen werden, dringen die Varroaweibchen in die Brutzellen ein Stunden nach der Verdeckelung legt das Varroa-Weibchen das erste Ei an der Wand der Brutzelle ab. Alle 30 Stunden wird ein weiteres Ei gelegt (insg. 5 6). Entwicklungszyklus der Varoamilbe Aus dem ersten Ei, welches als einziges unbefruchtet ist, schlüpft ein Männchen, aus den anderen befruchteten Eiern schlüpfen Weibchen. Nicht alle Verroamilbenlarven entwickeln sich zu erwachsenen Tieren, da die Entwicklung durch die Entwicklungszeit der Bienen begrenzt ist. Noch in der verdeckelten Wabe erfolgt die Begattung der erwachsenen Verroamilben. Nur die begatteten Weibchen und die Muttermilbe verlassen beim Schlüpfen der Biene die Wabe. Das Männchen, sowie die nicht-begattete Weibchen sterben ab. Zur Untersuchung der Befallsstärke eines Bienenvolkes durch Varroamilben werden die Böden eines Stockes häufig kontrolliert und die dorthin gefallenen Milben gezählt ( natürlicher Milbenfall ). Die Anzahl der Milben kann dann auf das ganze Volk hochgerechnet werden. Eine Milbe pro Tag entspricht im Frühjahr 100 Milben im Stock. Im Herbst entspricht eine Milbe am Tag schon 500 Milben im Stock! 1. Lies den Informationstext über die Varroa-Milbe und markiere die wichtigsten Fakten.

9 GmbH Mathematik lehren Grafik: HOBOS/In Anlehnung an Dirk Ahrens, Bienenstation Würzburg Die Varroa-Milbe 2. Auswertung des natürliche Milbenbefalls a) Werte den natürlichen Milbenfall aus! b) Öffne dazu nacheinander die Bilder von den Böden der Stöcke 1 bis 5 und zähle die abgefallenen Milben. c) Führe dann eine Hochrechnung auf das gesamte Volk durch. d) Gib auch den Mittelwert (MW) des Milbenbefalls an! Hinweise: Die Böden lagen eine Woche lang aus. Wenn du die Bilder mit dem Programm Paint öffnest, kannst du die Milben markieren, was das Zählen erleichtert. Stock 1 Stock 2 Stock 3 Stock 4 Stock 5 Mittelwert Anzahl der Milben pro Woche Anzahl der Milben pro Tag Hochrechnung auf den Bienenstock 3. Einschätzung der Gefährdung durch den Befall Ist der Befall durch die Varroa-Milbe in einem Bienenstock zu groß, so hat das Volk kaum Chancen den Winter zu überstehen. Man bezeichnet die Anzahl der Milben, die ein Volk gerade noch überleben kann als Schadschwelle. Diskutiere, unter Verwendung der abgebildeten Grafik II.1, die Gefährdung der Bienenstöcke 1 bis 5.

10 GmbH Mathematik lehren Grafiken: HOBOS 4. Der Drohnenschnitt Von Imkern wird häufig die Drohnenbrut entfernt (Drohnenschnitt). Vergleiche im angegebenen Diagramm (Grafik II.2) die Auswirkungen des Drohnenschnitts auf die Milben-Befallsstärke und versuche deine Beobachtungen zu erklären (vgl. den Text zur Verroa Milbe auf 3.1). 5. Abhängigkeit des Befalls von Außen- und Stocktemperatur Die Stärke des Varroa-Befalls ist von verschiedenen biotischen und abiotischen Faktoren abhängig. Zur Untersuchung der Abhängigkeit der Befallsstärke von der Außen- und der Stock-Temperatur vergleiche die Befallsstärke im April, Mai und Juni 2012 mit den jeweiligen Außen- oder Stock-Temperaturwerten. Verwende dazu jeweils die Mittelwerte des Befalls im jeweiligen Monat (Aufgabe 1, sowie Grafiken II.3 und II.4) und untersuche, ob sich ein Zusammenhang mit den jeweiligen Außen- oder Stock-Temperaturwerten erkennen lässt. Für die Temperaturverläufe verwende die Messwerte der HOBOS-Plattform für den betreffenden Monat und bilde auch hier Mittelwerte! April 2012 Mai 2012 Juni 2012 Mittelwert des Milbenbefalls pro Woche Mittelwert der Außentemperatur Mittelwert der Stocktemperatur