Die Überwinterung der Honigbiene: Eine ganz besondere Phase ihres biologischen Zyklus
Die Aktivität von Insekten als wechselwarme Tiere ist von der Außentemperatur abhängig. Ihre Muskeln benötigen eine Mindestwärme; wird diese nicht erreicht, stellen sie jede Aktivität ein. Um diesem im Winter potenziell tödlichen Phänomen zu entgehen, haben sie Überlebensstrategien entwickelt, meist in Form der Winterruhe (Hibernation).
Die meisten Insekten überstehen den Winter im Ei-, Larven- oder Nymphenstadium (die für das Überleben günstiger sind); andere, weniger zahlreiche Arten überwintern im Adultstadium nach dem Aufbau von Körperreserven. In all diesen Fällen erfolgt die Überwinterung meist durch einzelne Individuen.
Die Wintertraube: „ein wärmender Kern, ein isolierender Mantel“
Das Überwinterungssystem der Honigbiene ist einzigartig durch das Zusammenwirken von drei Merkmalen:
- die Speicherung von Reserven,
- die Umorganisation der Kolonie zur Traube,
- die Bildung von Winterbienen mit ihrer besonderen Physiologie.
Die Traube ist der Zusammenschluss der Bienen eines Volkes während des Winters. Sie ist gekennzeichnet durch das Fehlen von Brut und durch Funktionsweisen, die sich vollständig von jenen der Sommerkolonie unterscheiden. Sie beginnt sich zu bilden, wenn die Außentemperatur unter 15 °C sinkt, und ist vollständig (mit allen Bienen des Volkes) unterhalb von 7 °C. Sie hat insgesamt die Form eines Ellipsoids (variabel je nach Lage in der Beute). Sie wird von den Waben unterbrochen, die die Bienen in mehreren Schichten überziehen, ohne in sie einzudringen (leere Zellen dienen als Luftreserve und Isolator). Sie ist dynamisch: Ihre Form verändert sich mit der Bewegung der Bienen, und ihre Bewegungen sind langsam und unregelmäßig.
Foto: Fred l’apiculteur – Exometeofraiture
Der Kern der Traube besteht aus etwa 15 % „Heizer“-Bienen, die Wärme durch Kontraktionen der Flugmuskulatur ohne Flügelbewegung erzeugen. Diese sehr intensive Aktivität erfordert einen Sauerstoffverbrauch, der dem des Flugs entspricht oder ihn übersteigt, und dauert pro Biene selten länger als 30 Minuten. Entsprechend ist eine Staffelorganisation im Einsatz. Die Temperatur der Traube kann stark variieren: von 6 bis 12 °C an der Peripherie bis zu 33,5 °C im Zentrum – ein Bereich, der in keiner Weise mit der Temperaturspanne in einer Kolonie mit Brut (33,8 °C bis 37 °C) vergleichbar ist. Die Temperatur im Kern der Traube hängt von der Außentemperatur ab: Je kälter es außerhalb der Beute ist, desto wärmer ist der Kern. Die erzeugte Wärme dient dazu, die gesamte Traube zu erwärmen und das Überleben der Gruppe zu sichern (insbesondere an der kältesten Peripherie), nicht jedoch dazu, die Beute zu heizen. Die Wärme wird den Bienen zugeführt, nicht der Behausung!
An der Peripherie der Traube bilden die Bienen eine Art schützenden Mantel, der Wärmeverluste verhindert. Die übereinanderliegenden Bienenschichten, mit dem Kopf zum Inneren der Traube gerichtet, besitzen eine hohe Isolationswirkung, die insbesondere auf die ineinandergreifenden Thoraxhaare zurückzuführen ist, wenn die Bienen dicht zusammensitzen. Dieser Mantel ist mehr oder weniger locker aufgebaut und zieht sich bei sinkender Temperatur zusammen. Innerhalb der Traube besteht ein Temperaturgradient von innen nach außen; im Winter liegt die Temperatur des äußeren Mantels zwischen 6 °C (kurzfristige Überlebenstemperatur der Biene mit Todesrisiko bei längerer Dauer) und 12 °C (Lethargie der Biene).
Dieses leistungsfähige System minimiert die Wärmeproduktion, um den Gesamtstoffwechsel auf das notwendige Minimum einzustellen, wodurch Nahrungsreserven geschont und die Lebensdauer der Bienen verlängert werden.
Der Verbrauch der Winterreserven durch die Traube setzt Gasaustausche von etwa 10 m3 O2, ebenso viel CO2, sowie die Produktion von ungefähr einem Eimer Wasser voraus.
Die Anzahl der Bienen, die die Traube bilden, ist ein entscheidender Faktor. Es wurde gezeigt, dass die Fähigkeit, Wärme in der Traube zu erzeugen und zu halten, von der Bienenanzahl abhängt, da ein Wechsel zwischen den Bienen stattfindet (eine sehr anstrengende Tätigkeit) und die Wärmeverluste im Mantel bei geringerer Bienenanzahl größer sind.
Eine kleinere Masse produziert weniger Wärme und verliert mehr davon, und dies in exponentiellem Ausmaß (eine Traube von 400 g = 4 000 Bienen ist nahezu nicht überlebensfähig).
Darüber hinaus steigt der Gesamtstoffwechsel mit der Individuenzahl, jedoch bei niedrigen Temperaturen langsamer. Eine interessante Beobachtung wurde gemacht: Eine Traube mit weniger als 17 000 Bienen verbraucht bei 2 °C mehr Energie als bei 15 °C; dieses Verhältnis kehrt sich um, wenn die Traube mehr als 17 000 Bienen umfasst (geringerer Energieverbrauch bei 2 °C). Oberhalb von 18 000 Bienen ist die Energieeinsparung nicht mehr signifikant.
Diese Aspekte der Traubengröße und des Energieverbrauchs müssen vom Imker bei der Fütterung, Isolierung und Belüftung der überwinternden Kolonie berücksichtigt werden.
Zur Erinnerung: 1 dm2 von Bienen besetzter Wabenfläche entspricht etwa 140 Bienen, und eine Dadant-Wabe = 10 dm2.
Weiterführende Informationen: http://www.parole-apiculteur.fr/wp-content/uploads/2013/01/Synth%C3%A8se-Parole-dapiculteur-Hivernage.pdf
Mehr erfahren:
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