Hitzeball gegen Hornissen: Wie Bienen ihre Feinde „kochen“

Honigbienen haben eine Verteidigungsstrategie gegen Hornissen entwickelt: das sogenannte Hitzeballen oder „Knäulen“. Dabei umschließen bis zu 500 Arbeiterinnen eine angreifende Hornisse und erzeugen durch intensive Muskelaktivität eine für den Angreifer tödliche Hitze. Doch wie heiß wird es in so einem Bienenknäuel wirklich, und gibt es Unterschiede zwischen verschiedenen Bienenarten?

Die Asiatische Honigbiene (Apis cerana) – Meisterin der thermischen Verteidigung

Die Asiatische Honigbiene (Apis cerana) hat im Laufe einer langen gemeinsamen Evolution mit asiatischen Hornissenarten wie der Vespa velutina ihre Hitzeball-Technik perfektioniert. Studien zeigen, dass Wächterbienen von Apis cerana ihre Körpertemperatur bereits erhöhen, wenn eine Hornisse in der Nähe ist, von etwa 24°C auf bis zu 31.4°C. Im eigentlichen Hitzeball erreichen sie dann Kerntemperaturen von beeindruckenden 45.3°C bis 47°C. Diese Temperaturen liegen sehr nahe an oder sogar über der letalen Temperaturgrenze für Vespa velutina, die bei etwa 45.7°C liegt. Apis cerana selbst kann Temperaturen bis zu 50.7°C oder sogar 55°C tolerieren.

Die Westliche Honigbiene (Apis mellifera) – Eine andere Ausgangslage

Die Westliche Honigbiene (Apis mellifera), die ursprünglich nicht mit Vespa velutina koevolviert ist, zeigt eine andere Reaktion. Bei ihr wurde keine signifikante Erhöhung der Körpertemperatur bei Wächterbienen vor der Knäuelbildung beobachtet. Die im Hitzeball erreichten Temperaturen sind oft niedriger und variabler als bei Apis cerana. Messungen ergaben durchschnittliche Maximaltemperaturen von etwa 44.0±0.9°C, mit einer Spanne von 40.1°C bis 43.9°C. Diese Temperaturen liegen häufig unter der direkten letalen Grenze für Vespa velutina. Die Hitzetoleranz von Apis mellifera liegt bei etwa 50.3°C bis 51.8°C.  

Mehr als nur Hitze: Die Rolle von CO2 und anderen Faktoren

Der Tod der Hornisse im Hitzeball ist nicht immer allein auf die Temperatur zurückzuführen. Besonders bei Apis cerana spielen erhöhte Kohlendioxidkonzentrationen eine wichtige Rolle. Im Inneren des Knäuels können CO2-Werte von 3.6% bis 4% erreicht werden. Diese erhöhte CO2-Konzentration senkt die letale Temperatur der Hornisse um etwa 2°C, sodass auch Temperaturen um 44°C bis 46°C tödlich wirken können. Auch die Dauer der Hitzeeinwirkung und die physische Blockade der Atemöffnungen der Hornisse (Asphyxie) tragen zum Erfolg bei.  

Koevolution macht den Unterschied

Die effektivere Verteidigung von endemischen Bienen in Asien gegen Vespa velutina ist ein klares Ergebnis ihrer langen gemeinsamen Evolutionsgeschichte. Sie zeigt koordiniertere Verhaltensweisen wie das „Shimmering“ (ein wellenartiges Zittern der Bienen auf der Wabe) und eine schnellere, höhere Temperaturerzeugung. Unserer westlichen Honigbiene (Apis mellifera) fehlen diese spezifisch angepassten Verhaltensweisen gegenüber Vespa velutina, was sie anfälliger für Angriffe dieser invasiven Hornissenart macht.  

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Hitzeballen eine komplexe Verteidigungsstrategie ist. Während Apis cerana durch höhere Temperaturen und eingespielte Verhaltensweisen im Vorteil ist, kann auch Apis mellifera Hornissen durch eine Kombination aus Hitze, längerer Einwirkdauer und potenziell anderen Faktoren bekämpfen. Die genauen Mechanismen, insbesondere die CO2-Produktion bei Apis mellifera-Hitzeballen, sind weiterhin Gegenstand der Forschung.

Die Recherche: Thermische Abwehrstrategien von Apis cerana und Apis mellifera gegen Vespa velutina: Eine Analyse der erreichten Temperaturen

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