1. Das Wichtigste in Kürze

• Der Artikel von Janine Kievits führt zwei Studien zusammen: Die eine zeigt, dass der Schwänzeltanz einen Anteil sozialen Lernens enthält, die andere, dass sich Bienen zur Steuerung ihrer Flughöhe stark auf den ventralen optischen Fluss stützen.
• Bei Dong et al. (2023) erzeugen junge, modelllos aufgewachsene Tänzerinnen ungeordnetere Tänze mit mehr Richtungs- und Distanzfehlern.
• Nach 20 Tagen Erfahrung nehmen die Richtungsfehler ab, der Fehler bei der Distanzkodierung bleibt jedoch bei denselben Bienen bestehen.
• Bei Serres et al. (2022) führt eine Verminderung oder Ausschaltung des optischen Flusses unter der Biene zu Höhenverlust bis zur Kollision mit dem Bodenspiegel.
• Für die Imkerei ist der Nutzen vor allem deutender Art: Orientierungsflüge, Tanz und visuelle Anhaltspunkte besser zu verstehen. Die einzige wirklich konkrete praktische Folgerung betrifft vor allem die Standortwahl eines Bienenstands oder einer Tränke: grosse, ruhige, glatte und reizarme Wasserflächen in unmittelbarer Nähe sind zu vermeiden.

2. Was die Studie zeigt

Abb. In einem Flugtunnel fliegt die Biene in gleichem Abstand zu beiden Seiten; bewegt sich jedoch eine der Tunnelseiten auf die Biene zu, weicht diese zur anderen Seite aus, da die Geschwindigkeit der Bewegung den Eindruck erweckt, die vorbeiziehende Wand sei näher als die andere. (Nach Srinivasan et al. (1999)).

Der Artikel verbindet zwei voneinander unabhängige Experimente, um die Kognition der Flugbiene zu untersuchen.

Fragestellung. Ist der Schwänzeltanz der Honigbiene, der Distanz und Richtung einer Nahrungsquelle kodiert, ein vollständig instinktives Verhalten oder enthält er einen Anteil sozialen Lernens? Und wie regulieren Flugbienen ihre Flughöhe, insbesondere über Flächen, die ihrem Sehsystem ventrale Anhaltspunkte vorenthalten? Beide Fragen sind durch die zentrale Rolle des Sehens beim Sammeln und in der Kommunikation miteinander verknüpft.

Methode. Für den Tanz haben Dong et al. (2023) fünf Versuchsvölker aus Kohorten eintägiger Bienen gebildet, in denen die ersten Tänzerinnen nie eine erfahrene Tänzerin hatten verfolgen können. Diese Völker wurden mit fünf Kontrollvölkern mit gemischten Altersstrukturen verglichen. Die individuell markierten Bienen wurden auf eine Futterstelle mit 55 % Saccharose in 150 m Entfernung trainiert. Die ersten Tänze wurden in den Versuchsvölkern nach etwa 9 Tagen, in den Kontrollvölkern nach etwa 10 Tagen aufgezeichnet, und 20 Tage später wurden dieselben Tänzerinnen erneut beobachtet.

Für den Flug haben Serres et al. (2022) Bienen in einem Aussentunnel von 2,20 m Länge, 71 cm Höhe und 25 cm Breite fliegen lassen, motiviert durch eine am Tunnelende platzierte Futterstelle. Nach dem Training unter Kontrollbedingungen wurden mehrere optische Konfigurationen geprüft: Spiegel an der Decke, Spiegel am Boden, Doppelspiegel an Decke und Boden sowie ein teilweiser Bodenspiegel. Ziel war es, die visuellen Informationen von oben und von unten getrennt zu verändern.

Ergebnisse. Die naiven Tänzerinnen erzeugten signifikant ungeordnetere Tänze mit grösserer Winkelstreuung und längerer Schwänzeldauer – mithin einer falsch angegebenen Distanz – als die Tänzerinnen der Kontrollvölker. Zwanzig Tage später tanzten dieselben Bienen mit einer den Kontrollen vergleichbaren Winkelpräzision, behielten jedoch ihren Distanzkodierungsfehler bei.

Auf der Flugseite blieb die Flugbahn normal, solange der optische Fluss unter der Biene verfügbar war: Eine Verarmung der visuellen Information an der Decke veränderte die Flugbahn in dieser Anordnung nicht signifikant. Sobald jedoch der Boden reflektierend war, verlor die Biene zunehmend an Höhe, bis sie auf die Oberfläche aufprallte – selbst dann, wenn sich die nicht verspiegelte Decke im Bodenspiegel widerspiegelte.

Interpretation. Soziales Lernen scheint besonders wichtig für die Eichung des Odometers zu sein, also für die Übersetzung des während des Fluges wahrgenommenen optischen Flusses in die im Tanz angegebene Distanz. In dieser Anordnung blieb der Distanzkodierungsfehler, einmal bei der jungen Flugbiene etabliert, während der 20-tägigen Nachbeobachtung unkorrigiert. Die Autoren sprechen von einer sehr früh, gar «lebenslang» fixierten Kodierung, doch diese Formulierung ist im Lichte der tatsächlichen Dauer der experimentellen Nachbeobachtung zu lesen.

Diese Ergebnisse fügen sich in Arbeiten zu Variationen der Tanzkalibrierung zwischen Arten, Populationen oder Lebensräumen ein, die mitunter als Tanz-«Dialekte» beschrieben werden (Kohl et al., 2020; Schürch et al., 2019). Sie deuten auf eine sozial vermittelte Komponente in der Eichung des Signals hin, ohne die instinktive und sensorische Grundlage des Tanzes auszublenden. Beim Flug stützt sich die Biene überwiegend auf den ventralen optischen Fluss, um ihre Höhe zu halten: Über einer ruhigen Wasserfläche kann dieser Fluss zu schwach werden, die Flugbahn neigt sich abwärts, und ein Ertrinken kann folgen, wie es Heran und Lindauer (1963) bereits über einem See beobachtet hatten.

3. Kritischer Blick

Die Ergebnisse sind biologisch erkenntnisreich, ihre praktische Tragweite bleibt jedoch indirekt.

Stärken. Das Versuchsdesign von Dong et al. (2023) ist robust: fünf Versuchsvölker und fünf Kontrollvölker, individuell markierte Bienen, Längsschnittbeobachtung derselben Tänzerinnen über die Zeit sowie eine klare Trennung zwischen Richtungsfehler, der sich korrigiert, und Distanzfehler, der über 20 Tage bestehen bleibt. Serres et al. (2022) ihrerseits manipulieren mit mehreren Spiegelkonfigurationen und einem Kontrolltunnel die Verfügbarkeit des optischen Flusses fein abgestuft. Dass alle Bedingungen mit Bodenspiegel zu Höhenverlust führen, stützt die ventrale Interpretation deutlich.

Methodische Grenzen. Beim Tanz umfasst die experimentelle Nachbeobachtung 20 Tage: Von einem Fehler «auf Lebenszeit» zu sprechen, wie es die Autoren tun, geht damit über das hinaus, was die Messung direkt zeigt. Zu prüfen wäre auch, ob sich der Effekt in unterschiedlichen Bienenpopulationen und bei anderen Sammeldistanzen als den hier verwendeten 150 m wiederfindet. Beim Flug misst der Tunnel nur 2,20 m: Er belegt einen Mechanismus, bildet aber nicht die Bedingungen eines tatsächlichen Überflugs eines Sees oder Teichs ab, bei dem Wind, Flughöhe, Uferrelief, Vegetation und Trajektorienwahl mitwirken. In beiden Fällen sind die Versuchsbedingungen bewusst reduziert, um eine Variable zu isolieren – methodisch eine Stärke, übertragbarkeitsbezogen eine Einschränkung.

Mögliche Verzerrungen und Konfundierungen. Die Versuche fanden in stark kontrollierten experimentellen Kontexten statt, bei Dong et al. in China und bei Serres et al. in Frankreich. Eine Übertragung auf die in der Schweiz verbreiteten europäischen Bienen ist plausibel, aber nicht direkt geprüft. Der Beitrag von Kievits ist im Übrigen ein populärwissenschaftlicher Artikel: Er nennt eine Nachbeobachtung von «10 Tagen» nach den ersten Tänzen, während die Originalarbeit von Dong et al. 20 Tage angibt. Diese Nuance ist wichtig, wenn die Quelle präzise zitiert werden soll.

Was nicht geschlossen werden kann. Diese Arbeiten zeigen nicht, dass ein Volk am Bienenstand je nach mittlerem Alter der Bienen zu einem bestimmten Zeitpunkt besser oder schlechter tanzt. Sie sagen auch nicht, wie häufig Flugbienen am Bienenstand tatsächlich ertrinken oder welche genauen Eigenschaften eines Gewässers – Grösse, Wind, Vegetation, Tiefe, Schwimmhilfen – dieses Risiko verändern. Schliesslich erlaubt das nachgewiesene soziale Lernen in dieser Form keine Empfehlung zur Altersstruktur der Völker oder zur Königinnenführung.

4. Was verwandte Studien zeigen

Abb. Achtertanz, die Wellenlinien symbolisieren das Schwänzeln (Bewegung gemäss den Pfeilen) (Wikipedia)

Einige unabhängige Arbeiten ermöglichen es, diese beiden Studien in der bestehenden Literatur zu verorten.

Ein beobachtender Vorläufer von Dong et al. Vor der experimentellen Studie von 2023 hatten Ai et al. (2017) junge Bienen in normalen Völkern individuell verfolgt und festgestellt, dass diese typischerweise rund eine Woche vor ihren ersten eigenen Tänzen beginnen, Tänzen zu folgen, und sich dabei auf wenige Quellen konzentrieren. Diese Arbeit zeigte, dass das Folgen von Tänzen normalerweise dem ersten eigenen Tanz vorausgeht, ohne nachweisen zu können, dass das Fehlen eines Modells das Signal verschlechtert. Dong et al. (2023) liefern das fehlende experimentelle Element, indem sie diese vorgängige Exposition unterbinden und die Folgen messen.

Die Distanzkodierung passt sich mit Erfahrung normalerweise neu an. Chatterjee et al. (2019) verschoben eine Futterstelle von einer Distanz zu einer anderen und beobachteten, dass die Tänzerinnen ihre Schwänzeldauer schrittweise anpassen, wobei sie gleichzeitig ein jüngeres und ein älteres Distanzgedächtnis nutzen. Dieses Ergebnis zeigt, dass unter normalen Bedingungen die Übersetzung der Distanz in Schwänzeldauer nicht einfach festgelegt ist. Das von Dong et al. (2023) bei naiven Tänzerinnen beobachtete Defizit erscheint daher ungewöhnlich und stützt die Vorstellung einer frühen, an die soziale Erfahrung gebundenen Eichung.

Zwischen normalen Populationen konvergieren die Eichungen weitgehend. Schürch et al. (2019) verglichen die Distanz/Schwänzeldauer-Kurven mehrerer Apis mellifera-Populationen und stellten fest, dass diese sich hinreichend annähern, um eine gemeinsame Tanzkalibrierung zu ermöglichen. Daraus folgt, dass die von Dong et al. (2023) beobachteten anhaltenden Defizite einem extremen Versuchsdesign zuzuschreiben sind und nicht einer üblichen Variabilität am Bienenstand.

Tanzdialekte bleiben eine sinnvolle Differenzierung. Die Arbeiten von Kohl et al. (2020) zeigen, dass die Funktionen, die Distanz und Schwänzeldauer verknüpfen, je nach Bienenarten und ‑populationen variieren können und dass diese Variationen eine adaptive Dimension haben können. Diese Literatur stützt die Vorstellung einer nicht-universellen Eichung des Signals, beweist allein aber keine stabile kulturelle Übertragung, die mit einem menschlichen Dialekt vergleichbar wäre.

Heran und Lindauer: die historische Beobachtung über einem See. Bereits 1963 hatten Heran und Lindauer Bienen darauf trainiert, 247 m über offenem Wasser zu fliegen. Die Bienen überquerten die Fläche, wenn sie vom Wind gekräuselt oder durch eine kontrastgebende schwimmende Brücke markiert war, verloren jedoch zunehmend an Höhe und ertranken, wenn das Wasser vollkommen ruhig war. Serres et al. (2022) reproduzieren und quantifizieren diese Beobachtung im Labor und zeigen, dass der zugrunde liegende Mechanismus das Wegfallen oder die starke Verminderung des ventralen optischen Flusses ist.

Ein sparsamer Mechanismus, bestätigt durch bioinspirierte Robotik. Franceschini et al. (2007) bauten einen Mikrohubschrauber, der von einem Regler des ventralen optischen Flusses gesteuert wird. Unter Bedingungen, die einem Gegenwind oder einem Überflug glatten Wassers ähneln, reproduziert der Roboter qualitativ denselben absteigenden Trajektorientyp wie der bei Bienen beschriebene. Dieses Ergebnis stützt die Auslegung, wonach ein vergleichsweise einfacher visueller Mechanismus genügt, um zu erklären, was Bienen unter diesen Bedingungen tun, ohne ein komplexes Schliessen über die Beschaffenheit der Oberfläche annehmen zu müssen.

5. Was lässt sich für den Bienenstand mitnehmen?

Am Bienenstand laden diese beiden Studien vor allem dazu ein, gewisse beobachtete Verhaltensweisen besser zu verstehen, ohne die Grundführung anzupassen.

• Den Tanz nicht als strikten Automatismus auffassen. Er präzisiert sich durch Erfahrung und durch das Beobachten erfahrener Flugbienen. Das verweist vor allem darauf, dass das normale Funktionieren eines Volkes auf Interaktionen zwischen Bienen unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher Erfahrung beruht, ohne daraus eine Führungsanweisung abzuleiten.
• Grosse Wasserflächen bei der Standortwahl eines Bienenstands berücksichtigen. Das von Kievits beschriebene Risiko betrifft vor allem offene, ruhige, glatte und visuell strukturarme Wasserflächen. Für einen neuen Bienenstand sollte daher eine direkte Lage am Rand eines grossen, kahlen Teichs oder eines sehr glatten Gewässers vermieden werden. Bei Tränken bedeutet dies auch, flachem Wasser, schwimmenden Hilfen, Steinen, Moos, Holz oder bewachsenen Rändern den Vorzug zu geben gegenüber einer glatten, reflektierenden Oberfläche.
• Orientierungsflüge erkennen. Die kreisenden Flüge junger Bienen vor der Beute sind kein Schwärmen. Sie damit zu verwechseln, kann zu unnötigen Eingriffen führen.
• Die Defizite von Dong et al. nicht auf ein gewöhnliches Volk übertragen. In normalen Völkern, ohne experimentellen Entzug, konvergieren die Tanz-Eichungen zwischen Apis mellifera-Populationen weitgehend. Die in der Studie beobachteten anhaltenden Defizite gehen auf ein extremes Versuchsdesign zurück und nicht auf eine übliche Anfälligkeit am Bienenstand.
• Eine praktische, aber zurückhaltende Lesart bewahren. Diese Ergebnisse erzwingen in der Westschweiz keinerlei Änderung der imkerlichen Praxis; ihr wesentlicher Beitrag besteht darin, die Beobachtungen am Bienenstand besser deuten zu können.

 

Originalstudie lesen

Gelesener Artikel: Kievits, J. (2023). Danser, ça s'apprend! La Santé de l'Abeille, Nr. 316, Juli–August 2023, S. 53–62.

Diskutierte wissenschaftliche Hauptstudien: Dong et al. (2023) zum sozialen Lernen des Schwänzeltanzes und Serres et al. (2022) zur Rolle des ventralen optischen Flusses bei der Höhenkontrolle im Flug.

 

Weiterführend:

• Bienentanz
• Verhalten und Kognition: Was uns ein Mini-Gehirn lehrt
• Mini-Gehirn, Mega-Leistungen
• Die Sinne in den Antennen der Biene
• Welches Wasser für unsere Bienen?

 

Literaturverzeichnis

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Chatterjee, A., George, E. A., Prabhudev, M. V., Basu, P., & Brockmann, A. (2019). Honey bees flexibly use two navigational memories when updating dance distance information. Journal of Experimental Biology, 222(11), jeb195099. https://doi.org/10.1242/jeb.195099

Dong, S., Lin, T., Nieh, J. C., & Tan, K. (2023). Social signal learning of the waggle dance in honey bees. Science, 379(6636), 1015–1018. https://doi.org/10.1126/science.ade1702

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Heran, H., & Lindauer, M. (1963). Windkompensation und Seitenwindkorrektur der Bienen beim Flug über Wasser. Zeitschrift für vergleichende Physiologie, 47, 39–55. https://doi.org/10.1007/BF00342890

Kievits, J. (2023). Danser, ça s'apprend! La Santé de l'Abeille, Nr. 316, Juli–August 2023, S. 53–62.

Kohl, P. L., Thulasi, N., Rutschmann, B., George, E. A., Steffan-Dewenter, I., & Brockmann, A. (2020). Adaptive evolution of honeybee dance dialects. Proceedings of the Royal Society B, 287, 20200190. https://doi.org/10.1098/rspb.2020.0190

Schürch, R., Zwirner, K., Yambrick, B. J., Pirault, T., Wilson, J. M., & Couvillon, M. J. (2019). Dismantling Babel: Creation of a universal calibration for honey bee waggle dance decoding. Animal Behaviour, 150, 139–145. https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2019.01.016

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