Varroa, König der kutikulären Mimikry
Die adaptiven Strategien der Imitation machen den Mimetismus zu einem Modell eines komplexen ko-evolutionären Mechanismus, an dem eine erste Art als Modell (z. B. Apis cerana) und eine zweite, imitierende Art (z. B. Varroa destructor), sehr häufig parasitisch, beteiligt sind. Varroa destructor, eine parasitische Milbe der Bienen, besitzt die Fähigkeit, die chemische Zusammensetzung der Kutikula ihres Wirts zu imitieren; darüber hinaus ist sie auch in der Lage, diese Zusammensetzung je nach parasitierter Art zu verändern.
Forschende des Instituts für Insektenbiologie (CNRS/Universität François Rabelais de Tours) und des Labors „Abeilles et environnement“ des Inra haben in Zusammenarbeit mit amerikanischen und chinesischen Kolleginnen und Kollegen gezeigt, dass Varroa destructor, eine parasitische Milbe der Bienen, die die Fähigkeit besitzt, die chemische Zusammensetzung der Kutikula ihres Wirts zu imitieren, diese Zusammensetzung auch in Abhängigkeit von der parasitierten Art verändern kann. Diese bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit könnte erklären, wie dieser Parasit der asiatischen Honigbiene im Laufe des 20. Jahrhunderts die europäische Honigbiene kolonisieren konnte und damit zum Rückgang der Art beitrug.
Die Milbe Varroa destructor ist ein Ektoparasit der Honigbiene, das heißt, sie lebt auf deren Oberfläche. Sie verursacht zahlreiche gesundheitliche Probleme in den Völkern. So dringt sie in die Brutzellen der Bienenstöcke mit Bienenlarven ein und ernährt sich von deren Hämolymphe. Sie parasitiert ebenfalls Nymphen und adulte Bienen, trägt zum derzeit beobachteten Rückgang dieser Art bei und verursacht erhebliche wirtschaftliche Verluste in der Imkerei. Der ursprüngliche Wirt dieser Milbe ist Apis cerana, die asiatische Honigbiene; sie ist jedoch zu einer ernsthaften Bedrohung für die europäische Honigbiene (Apis mellifera) geworden, die sie seit den 1940er–1950er-Jahren parasitiert und die ihren Angriffen weniger gut widersteht. Asiatische Honigbienen zeigen nämlich Verhaltensweisen (Putzen der adulten Tiere und Kontrolle der Larven durch Arbeiterinnen), die es ihnen ermöglichen, den Parasiten zu erkennen und zu entfernen. Diese Verhaltensweisen sind bei Honigbienen (Apis mellifera, die Nektar zu Honig verarbeiten) weniger ausgeprägt, und ohne chemische Behandlung sterben ihre Völker innerhalb von zwei bis drei Jahren.
Die Kutikula, also die äußere Hülle der Biene, besteht aus einer Mischung von etwa fünfzig lipophilen Verbindungen – Kohlenwasserstoffen –, die unter anderem der chemischen Kommunikation dienen. Bienen sind in der Lage, die Zusammensetzung einer Kutikula zu erkennen und so die Art oder das Alter eines Individuums zu identifizieren. Dies dient ihnen auch dazu, das Vorhandensein von Parasiten zu erkennen, deren Kutikula sich unterscheidet. Frühere Studien haben jedoch gezeigt, dass die Milbe Varroa destructor die kutikulären Kohlenwasserstoffe ihres Wirts nachahmen kann und so dem hygienischen Verhalten der Bienen entgeht.
In diesen neuen Arbeiten interessierten sich Forschende des Instituts für Insektenbiologie (CNRS, Universität François Rabelais de Tours) und des Labors „Abeilles et environnement“ des Inra, in Zusammenarbeit mit amerikanischen und chinesischen Kolleginnen und Kollegen, für die Fähigkeit der Milben, je nach ihrer Herkunft die Zusammensetzung der Kutikula eines neuen Wirts einer anderen Art zu imitieren. Dazu wurden Milben, die in Kolonien asiatischer Honigbienen lebten, auf Larven europäischer Honigbienen übertragen – und umgekehrt.
Varroa destructor und chemischer Mimetismus
Ihre in der Fachzeitschrift Biology Letters veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass die Parasiten in der Lage sind, beide Wirte zu imitieren, selbst wenn sie künstlich übertragen werden. Tatsächlich verändern sich die Anteile der kutikulären Kohlenwasserstoffe der Milben nach der Übertragung, um die Kutikula ihres neuen Wirts nachzuahmen. Der chemische Mimetismus bleibt somit erhalten, und diese bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit könnte erklären, wie dieser Parasit der asiatischen Honigbiene die europäische Honigbiene kolonisieren konnte.
Die Analyse der Kutikulen zeigte außerdem, dass Milben aus Kolonien asiatischer Honigbienen bessere Imitatoren sind als solche aus europäischen Honigbienen. Die lange Ko-Evolution zwischen Varroa destructor und Apis cerana hat den Milben offenbar ermöglicht, ihren chemischen Mimetismus effizienter auszuprägen, während die asiatischen Honigbienen Verhaltensweisen entwickelten, die besser an die Bekämpfung des Parasiten angepasst sind. Umgekehrt erklärt der relativ recente Wirtswechsel der Milbe zu Apis mellifera, warum es der europäischen Honigbiene schwerfällt, den Parasiten zu erkennen. Dieses Wirt-Parasit-System bietet somit eine anschauliche Illustration des „Wettrüstens“, das zwei Organismen im Verlauf ihrer gemeinsamen Evolution austragen.