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Im Winter geht es im Bienenstock ums Überleben. Während es draußen stürmt, regnet oder schneit, hat sich das Bienenvolk im Stock zu der Wintertraube zusammengezogen, in deren Innerem die Bienenkönigin bei angenehmen Temperaturen auf den Frühling wartet. Die Sammelflüge für Nektar und Pollen sind eingestellt, bei Temperaturen ab 6-8° C huscht mal eine Wasserholerin raus, um Wasser zu holen, es wird kein Honig produziert und kein Pollen eingelagert, es wird von den in den Waben eingelagerten Vorräten gezehrt. Was von außen wie ein Winterschlaf aussieht, ist in Wirklichkeit Schwerstarbeit und Kampf ums überleben. Zehn- bis 20.000 Bienen zittern sich durch den Winter. Denn um die Temperatur zu halten, müssen sie mit dem Honig und dem vom Imker zugefütterten Winterfutter heizen. Sie zittern mit den größten Muskeln, den Flugmuskeln so lange, bis ihr Brustkorb auf ca. 40 Grad aufgeheizt ist. Um dabei keinen störenden Wind zu machen, werden die Flügel einfach ausgekuppelt, die Muskeln laufen im Leerlauf.

Hat sich die Biene erwärmt, krabbelt sie ins Innere der Wintertraube – und wird später von den nachdrängenden heißeren Bienen wieder nach außen verdrängt. Dieses Wechselspiel dauert bis in den Frühling, Tag und Nacht, ohne Pause. Das Prinzip "Wärme durch Zittern" ist das gleiche wie bei Säugetieren und ist auch bei Insekten weit verbreitet.

Die Wintertraube ist eine Kugel von Zusammengezogenen Bienen die unmitelbar an das Futter angrenzt. Sind die Futtervorräte verbraucht "rollt" die Wintertraube über die Wabe zum Futter.

Das Bienenvolk als Organismus

Wenn man sich ein Bienenvolk als Superorganismus vorstellt, kann man besser verstehen, wie der Bienenstaat funktioniert. Wissenschaftler sprechen von "dem Bien", einem Superorganismus aus tausenden von Bienen. Einem Organismus, dessen Zellen sich tagsüber trennen, ausfliegen, zurückkehren und nur in der Nacht und im Winter eine Einheit bilden. So wie Zellen verschiedene Aufgaben in einem Körper übernehmen, so unterwerfen sich auch die Bienen einer hoch spezialisierten Arbeitsteilung: "Heizerbienen" erzeugen Wärme. "Tankstellenbienen" tragen den Honig von den Waben zu den völlig erschöpften Heizerbienen. "Wächterbienen" bewachen den Eingang zum Stock. "Kühlbienen" verdunsten Flüssigkeit. "Ammenbienen" kümmern sich um die Eier der Königin. Die männlichen Drohnen warten ihr Leben lang auf die Chance, eine Königin zu begatten. Und die Winterbienen überleben den Winter um im Frühjahr, wenn die Natur und die Pflanzen erwachen, ein starkes Bienenvolk aufzubauen.

Der Bienen-Superorganismus hält in der Mitte des Stocks, dort, wo die Brut ist, eine konstante Temperatur von 35 Grad – sommers wie winters. Im Sommer "schwitzt" das Volk. Spezialisierte Bienen verteilen Flüssigkeit im Stock und fächeln mit den Flügeln, das Wasser verdunstet, was die emsigen Wasserholerrinnen eingetragen haben. Wird es dagegen kalt, machen sich Heizerbienen selbst zum Ofen. Andere Spezialisten messen den Kohlendioxid -Gehalt im Bau. Oder die Luftfeuchtigkeit. Entgleist das Mikro-Klima, beginnen sie, Frischluft ins Nest zu fächeln.

Die Aufgaben der Bienen im Bienenstock und als Flugbiene

Die Biene hat nach ihrem Alter, entsprechende Aufgaben im Bienenvolk zu erfüllen. Eine Sommerbiene wird im Durchschnitt 40 - 60 Tage alt wovon sie ca. 30 Tage Stockbiene und 10 - 30 Tage Sammelbiene ist. Die Reihenfolke der Arbeiten, die sie verrichtet und die Dauer dieser Tätigkeiten ist stark von den Bedürfnissen des Bienenvolkes abhängig entspricht aber annähernd folgender Aufstellung

Das Bienenvolk hat auch eine Wachmannschaft

Wächterbienen schützen den Bienenstock. Eindringlinge werden angegriffen, gestochen, vertrieben oder getötet. Dabei opfert sich oft die Wächterbiene für Ihr Bienenvolk, denn Ihr Stachel bleibt in elastischer Haut stecken und wird herausgerissen worauf die Bienen stirbt. Sind die Feinde des Bienenvolkes klein, werden sie entsorgt. Sind sie zu schwer, wie etwa eine Feldmaus, wird der Kadaver mit einer feinen Schicht aus desinfizierender Propolis überzogen und damit unschädlich gemacht. Dieser Stoff namens Propolis enthält antibiotische, antivirale und antimykotische Substanzen – und sorgt dafür, dass in dem dicht besiedelten Bienenstock keine Krankheiten ausbrechen. Das innere eines Bienenstockes enthält, so wird gesagt, weniger keime wie ein Operationssaal. Das verhindert auch die sklavische Reinlichkeit: Bienen entleeren ihren Darm nur außerhalb des Stocks. Da sie das im Winter nicht können, warten sie bis zum Frühling zum großen Reinigungsausflug. Ab diesem Tag beginnt sich das Bienenvolk auf den Frühling vorzubereiten und die Bienenkönigin legt verstärkt wieder Eier. Die Bruttätigkeit ist stark Wetter- und Temperaturabhängig. Bei entsprechenden warmen Wetter beginnt die bruttätigkeit bereits nach der Wintersonnenwende.

Säugetiere und Menschen füttern ihre Säuglinge nicht mit erbeuteter Nahrung, nicht mit Würmern wie die Vögel oder mit hochgewürgtem Fisch wie etwa Pinguine – Säugetiere erzeugen mit der Muttermilch ein eigenes, perfekt auf die Bedürfnisse des Säuglings abgestimmtes Futter. Die Bienen auch: Sie bilden in Futtersaftdrüsen das Gelée royale, mit dem die Brut in der ersten Zeit ernährt wird. Später wird die Kost umgestellt auf Honig und Pollen – einzig die Königin wird lebenslang mit einem speziellen Gelée royale den Königinnenfuttersaft gefüttert.

Männchen und Weibchen im Bienenvolk

Wehrend die Arbeiterinnen alles Weibliche Tiere sind, sind die Drohnen die Männchen unter den Bienen. Ihre einzige Aufgabe ist die Weitergabe der Erbinformationen bei der Begattung der Königin. Deshalb haben Drohnen auch keinen Stachel.

Bei der Fortpflanzung des Menschen finden die Spermien die Eizelle, indem sie dem Duft von Maiglöckchen folgen, den die Eizelle ausstößt. Auch die männlichen Drohnen, die nichts weiter sind als geflügelte Samenpakete, folgen dem Duft der unbegatteten Bienenkönigin. Deren Duft, erzeugt durch Pheromone, ist jedoch noch nicht vollständig entschlüsselt. Kommt der Drohn zur Begattung, stirbt er noch in der Luft. Ansonsten lässt das Volk sie leben, solange Hochzeitsflüge von Bienenköniginnen stattfinden. Danach werden sie aus dem Stock vertrieben, dies ist regelmäßig im Juli / August der Fall und wird vom Imker als Drohnenschlacht bezeichnet. Wobei Schlacht eigentlich die falsche Bezeichnung ist, die Drohnen haben den Arbeiterinnen nichts entgegenzusetzen und sind froh wenn nicht der Stachel der Arbeitsbiene zum Einsatz kommt.

Nicht alle Bienen sind übrigens fleißig. Bienen, die in den ersten Tagen auffällig wenig arbeiten, werden deutlich älter als ihre emsigen Schwestern. Die Frage ist nur, Werden faule Bienen älter, oder schonen sich Bienen mit hoher Lebensspanne?", sagt Professor Jürgen Tautz, Leiter der BEEgroup am Biozentrum der Universität Würzburg. Der Unterschied ist groß, Sommerbienen werden sechs Wochen alt, Winterbienen sieben Monate – bei gleichen Genen. Auch die Lebensspanne menschlicher Zellen reicht von Stunden bis zu Jahrzehnten.

Lehrnen und Gedächtniss bei den Bienen

Das interessanteste Organ des Menschen findet im Bienenvolk keine direkte Entsprechung. "Gehirnbienen" gibt es nicht. Aber jede einzelne Biene hat ein Gehirn, das sich mit dem der anderen vernetzt. So wie die Nervenzellen im menschlichen Gehirn einzeln keine Information speichern können und nur im Verbund "klug" werden. Dazu müssen sie kommunizieren. "Das passiert ständig und überall", sagt Werner von der Ohe, ehemaliger Leiter der Bienenforschungsanstalt in Celle. "Immer wenn sich zwei Bienen treffen, tauschen sie Informationen aus - in Form von Nektar, Gerüchen oder auch Bewegungen." Der Bienenstock ist eine permanente Informationsbörse. "Es ist immer der ganze Bienenstaat, der Entscheidungen fällt", sagt von der Ohe, "zumindest finden wir keine Chefin."

Tautz geht noch einen überraschenden Schritt weiter: "Das Bienenvolk ist wie ein Supercomputer: Zusammen haben die Bienen etwa fünf Milliarden Gehirnzellen, die Hälfte unseres Gehirns. Aber die Gehirnzellen der Bienen erkunden tagsüber die Welt und tauschen anschließend unendlich viele Informationen aus." Und damit lernt das Volk.

Die Königin ist zugleich Sklavin der Gemeinschaft

Die Königin ist die wichtigste Biene im Volk, geht sie verloren stibt das Volk, wenn es dem Volk nicht gelingt eine neue zu erzeugen. Das ist aber auf die Monate April bis September begränzt. Auf die Monate wo geschlächtsreife Drohnen, die Männer des Bienenvolkes vorhanden sind.Trotz ihrer Sonderstellung und der Tatsache, dass sie bis zu fünf Jahre alt werden kann, ist die Bienenkönigin eine Sklavin der Gemeinschaft: Am Anfang ihres Lebens muss sie den Bienenstock für ihren Hochzeitsflug verlassen. Nach der Paarung mit bis zu zwanzig Drohnen muss sie lebenslang täglich 2000 - 3000 Eier legen. Das dunkle Nest verlässt sie erst wieder, wenn der Bienenstock für ihre zahlreichen Nachkommen zu klein wird. Dann pflegen die Arbeiterinnen eine neue Königin heran, und bevor die schlüpft, wird die alte Bienenkönigin mit einem Schwarm den Stock verlassen. Mit einem großen Teil ihrer Nachkommen und gefüllten Honigblasen suchen sich 20.000 obdachlose Bienen nun eine neue Behausung. Findet der Bienenschwarm nicht innerhalb von drei Tagen eine neue Bleibe, so lange reicht der mitgenommene Honig in der Honigblase, sterben die Bienen eine Rückkehr ist ausgeschlossen. Den alten Stock hat die neue Königin übernommen. So kann es über Jahrhunderte gehen. Theoretisch ist das Bienenvolk in der Natur unsterblich. Erst die veränderungen der Landwirtschaft und der Einsatz von Agrargiften hat vieleorts weltweit zum massenhaften Bienensterben geführt. Deshalb ist vor allem der Insektenschutz im Naturschutz extrem wichtig. Auch im Klein- und Vor- Gärten ist die Anpflanzung von Pflanzen die Wildbienen, Honigbienen und Schmeterlingen Narung bieten ein zunehmend wichtiger Bestndteil des Naturschutzes.

Das Prinzip im Bienenstaat ist: Was jung ist, wird geschützt. Was alt ist, kann riskiert werden. Das gilt auch für die Drohnen im Volk. So leben die Sommer-Arbeitsbienen in den ersten zwei Dritteln ihres etwa sechswöchigen Lebens im sicheren Stock. Erst in den letzten Wochen beginnen sie auszufliegen und Honig und Pollen zu sammeln. Diese Arbeit ist riskant, aber auf ein paar Hundert ältere Bienen pro Tag, kann das Bienenvolk verzichten. Dieser Massenaustausch sogt auch dafür das Kranke Bienen vom Trachtflug nicht zurückkehren und so die Ansteckungsgefahr im Stock von Biene zu Bienen veringert wird.

Winterbienen Leben viel länger 6-9 Monate. Es sind die Bienen die das Bienenvolk durch den Winter bringen und im Frühjahr ein starkes Volk aufbauen was so viele Bienen hat, um einen überschuss an Honig und Bienenbrot zu Produzieren.

Tautz hat indes eine überraschende Entwicklung beobachtet: Im Alter werden die Bienen klüger: Die Anzahl der Synapsen, der Nervenverbindungen im Gehirn, nimmt messbar zu. Aber auch ihr Gedächtnis und die Fähigkeit, komplexe Aufgaben zu lösen, werden besser." Dieses erlehrnen von Fähigkeiten führt zu einer größeren Überlebenschance des Bienenvolkes.

Eine Fähigkeit haben die Bienen dem Menschen voraus: Während bei Säugetieren differenzierte Zellen sich nicht mehr verändern - eine Hautzelle bleibt Hautzelle -, kann sich eine Sammelbiene bei Bedarf auch wieder zu einer Ammenbiene oder zur Tankstellenbiene umbilden. Sie kann sogar Drüsen wieder aktivieren, die sich zurückgebildet hatten. Es ist, als hätte der Superorganismus Biene omnipotente Stammzellen, die er jederzeit dort einsetzen kann, wo sie gebraucht werden. Der Mensch lernt diese Technik gerade im Genlabor. Der Bien beherrscht sie schon seit Millionen von Jahren. Hier sind noch viele Fragen, vor allem der Epigenetik vollkommen ungeklährt.

Heterosiseffekt was ist das?

Durch genetisch möglichst unterschiedliche reinrassige Zuchtlinien der Parentalgeneration (= Elterngeneration) wird bei der Kreuzung erreicht, dass viele Allele der Kreuzungseltern unterschiedlich sind. Stark heterozygote Lebewesen verfügen über mehr verschiedene Erbanlagen als reinrassige. Sie sind oft widerstandsfähiger gegen Krankheiten und können sich besser auf wechselnde Umweltbedingungen einrichten (Heterosis-Effekt). Nachteilige, rezessiv bedingte Eigenschaften werden zudem im Phänotyp der Hybride nicht (oder kaum) realisiert.

Hybridzucht wird vor allem zur Steigerung von Fertilitätsmerkmalen angewendet, die normalerweise eine niedrige Heritabilität haben, das heißt nur schlecht vererblich sind (Fruchtbarkeit bei Schweinen, Samenertrag bei Kulturpflanzen, SMR-Selektion bei den Bienen).

Genutzt wird die Hybridzucht z. B. bei Bienen, Schweinen, Hybridhühnern und im Pflanzenbau (Getreide, Mais).

Nach der zweiten Mendelschen Regel nimmt die Mischerbigkeit aber ab der zweiten Filialgeneration (F₂) ab: Jede Selbstbefruchtung von Hybriden senkt den Grad der Heterozygotie (und damit üblicherweise die Ausprägung der Heterosis der Merkmale) auf die Hälfte. Mildere Inzucht, etwa fortgesetzte Geschwister-Paarung bei Tieren, senkt den Grad der Heterozygotie weniger stark, aber nach vielen Generationen ebenfalls bis auf Null. Wenn sich die Nachkommen von Hybriden, wie bei Tieren üblich, durch Fremdbefruchtung fortpflanzen, dann erreichen sie einen eher normalen Zustand auf dieser Inzucht-Hybrid-Skala und sind dann weder inzüchtig noch hybrid. Wenn aber die Nachkommen von Hybriden, wie bei vielen Pflanzen (z. B. Gerste) üblich, sich durch Selbstbefruchtung fortpflanzen, dann verlieren sie mit den Generationen die Mischerbigkeit, sie werden reinerbig. Sie verlieren alles, was in der Ausgangshybride an Hybridwüchsigkeit vorhanden war. Der Heterosis-Effekt ist allerdings bei solchen Pflanzen von vornherein eher klein, sie verlieren über diese Generationenfolge also wenig.

Hinweis: Sind die zwei Eltern selbst Hybriden, dann realisieren sie selbst Heterosis und müssen aus heterotischen Gründen nicht weniger produktiv als ihr Kreuzungs-Nachkomme sein. Der deutsche Botaniker Joseph Gottlieb Kölreuter lieferte bereits 1766 eine erste Beschreibung dieses Phänomens.

In der Maiszüchtung finden auch Dreiwegehybriden (Inzuchtlinie 1 x Inzuchtlinie 2) x Inzuchtlinie 3 Anwendung.

So kann der Heterosis-Effekt bei Getreide-Arten wie dem Mais oder Roggen zur Verdopplung (und mehr) der Erträge im Vergleich zu solchen Eltern (Inzuchtlinien) führen. Hierbei sind allerdings die vorhergehenden Inzuchtdepressionen bei höheren Inzuchtgenerationen (…, I6) der Eltern zu berücksichtigen. Aus der Perspektive von wüchsigen Hybriden erkennt man im Minderwuchs von Inzuchtlinien deren Inzucht-Depression; aus der Sicht dieser Inzuchtlinien entsprechend die Heterosis (Hybridwüchsigkeit, Bastardwüchsigkeit) der Hybriden (Bastarde). Der Anteil der Hybridsorten ist in den letzten Jahrzehnten stark angestiegen. Außer der hohen Leistung kommt vor allem der Planbarkeit des Züchtungsergebnisses mithilfe der Genomik und dem Schutz vor Nachbau durch die Landwirte große Bedeutung zu. 1995 waren bei Brokkoli, Tomaten und Rosenkohl jeweils über 80 Prozent der Sorten Hybridsorten.

Quelle Wikipedia

Anwendung bei Bienenvölkern

Neben den Genotyp-Umwelt-Interaktionen können auch andere nicht-additive Geneffekte die Leistung eines Volkes beeinflussen. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist die Hybridzucht, bei welcher Individuen mit unterschiedlicher reinrassiger Herkunft gekreuzt werden, um die Leistung der ersten Nachkommen (F1-Hybride) überdurchschnittlich zu verbessern. Hier ist zu beachten, dass der Heterosis-Effekt in der F1 Generation bei den Arbeiterinnen und in der F2 Generation bei der Königin auftritt. Durch diese Kreuzung steigt die Wahrscheinlichkeit, dass der Nachkomme im Vergleich zu den Eltern neue Allelkombinationen besitzt, die einen positiven Effekt auf die Ausprägung eines Merkmals haben. Das Auftreten von leistungsstärkeren Merkmalen im Vergleich zur Elterngeneration wird als Heterosis-Effekt
bezeichnet. Der Effekt ist dabei von der genetischen Beziehung zwischen den Elterngenerationen abhängig, je größer der genetische Unterschied ist, desto stärker kann der zu erwartende Effekt sein. Kreuzt man allerdings die F1-Hybriden miteinander, nimmt dieser Effekt stark ab, deshalb wird dieses Verfahren auch als Gebrauchskreuzung bezeichnet. Um langfristig von den Vorteilen des Heterosis-Effekts profitieren zu können, müssen die reinrassigen Ursprungsvölker, die für die Gebrauchskreuzung der Produktionsvölker nötig sind, langfristig erhalten werden. Durch dieses 2-Stufen-Verfahren (Erhalt der Elternpopulation und Zucht von Produktionsvölkern) kann die erzielte Leistungsverbesserung über mehrere Generationen fixiert werden. Bei der Hybridzucht muss aber auch berücksichtigt werden, dass die «Überlegenheit» der Hybriden nicht unbedingt dem Zuchtziel entspricht: Je nach Kreuzung können zum Beispiel Hybridvölker ein verstärktes Abwehrverhalten
zeigen und somit die imkerliche Arbeit erschweren.