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„Nature“-Studie: Es gibt kein Protein, das Bienen zu Königinnen macht

Nummer 110/2016 vom 12. Oktober 2016
Es gibt keine besonderen Proteine im Futter der Larven von Honigbienen, die sie zu Königinnen heranwachsen lassen. Das gilt auch für das Protein Royalactin, das in einer 2011 sehr beachteten Studie als der "Königinnen-Faktor" identifiziert wurde. Zu diesem Schluss kommt eine Studie von Forschern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU), die in der international renommierten Fachzeitschrift "Nature" publiziert wurde.

Honigbienen füttern all ihre neugeschlüpften Bienenlarven in den ersten Tagen mit dem Sekret ihrer Futtersaftdrüsen, dem Gelée royale. "Dabei handelt es sich um ein sehr nährstoffreiches Gemisch, das unter anderem aus Zucker, Proteinen und Aminosäuren besteht", sagt Prof. Dr. Robin Moritz, der an der MLU die Professur für Molekulare Ökologie innehat. Nach wenigen Tagen werden der Nahrung der meisten Larven Honig und Pollen zugegeben - diese werden dann zu Arbeiterinnen. Nur die Larven, die zur Königin bestimmt sind, werden ausschließlich mit dem Futtersaft gefüttert. Die Königin ist die einzige weibliche Biene, die geschlechtsreif und damit für den Nachwuchs des Volks zuständig ist.

"Lange haben Wissenschaftler nach einem bestimmten Stoff im Gelée royale gesucht, der die Larven zu Königinnen heranwachsen lässt", sagt Dr. Anja Buttstedt, wissenschaftliche Mitarbeiterin bei Robin Moritz und Erst-Autorin der neuen Studie. Bereits Ende der 1970er Jahre hatte der deutsche Biochemiker Heinz Rembold aber nachgewiesen, dass nicht ein einzelner Stoff dafür verantwortlich ist, sondern es auf die Nährstoffmischung ankommt. "Durch die besondere Ernährung fressen die Larven mehr, ihr Stoffwechsel wird stärker stimuliert, andere Gene werden exprimiert und das führt zu völlig anderen Entwicklungen im Körper der Biene", so die Biologin weiter. Weil die Königinnen-Larve eine reichhaltige Ernährung bekommt, entwickelt sich ihr Körper anders und auch die Eierstöcke werden komplett ausgebildet. Diese sind bei Arbeiterinnen nur verkümmert vorhanden. Diese Erkenntnis war, so Buttstedt, für viele Jahrzehnte wissenschaftlicher Konsens.

2011 sorgte der japanische Wissenschaftler Masaki Kamakura mit einer Studie in "Nature" für Aufsehen, in der er ein Protein vorstellte, das angeblich alle Larven zu Königinnen machen sollte: das Protein MRJP1 - besser bekannt als Royalactin. "Die Studie hat Bienenforscher weltweit überrascht", berichtet Robin Moritz. Deshalb wollten die beiden MLU-Biologen Kamakuras Experiment wiederholen und überprüfen. Hilfe dabei erhielten die beiden Forscher von den halleschen Pharmazeuten Dr. Christian Ihling und Prof. Dr. Markus Pietzsch. Die Gruppe erstellte, wie Kamakura, ein bereinigtes Gelée royale ohne Royalactin und fütterte dieses an Larven im Labor. Eine Kontrollgruppe erhielt Futter, das wieder künstlich mit Royalactin angereichert wurde. Das Ergebnis: "Weder mit dem bereinigten noch mit dem angereicherten Larvenfutter haben wir besondere Abweichungen bei der Kastenbestimmung von Arbeiterinnen und Königinnen erzielt", so Buttstedt. Auch ohne Royalactin wuchsen aus den Larven Königinnen heran. Wurde das Larvenfutter zusätzlich mit Royalactin angereichert, erhöhte das die Zahl der Königinnen nicht.

Im Gegensatz zu Kamakura haben die halleschen Forscher bei ihren Experimenten viele sogenannte Interkasten erhalten, also Bienen mit Eigenschaften von Arbeiterinnen und Königinnen. Diese seien, so Buttstedt, in der Natur zwar sehr selten, in Laborversuchen jedoch typisch und methodisch unvermeidbar. Die Ergebnisse der halleschen Forschergruppe bestätigen die zahlreichen anderen Studien zur Kastenbildung, die in den vergangenen Jahrzehnten von vielen Forschergruppen durchgeführt wurden. Die Rolle des Royalactins im Gelée royale bleibt daher zunächst eher unspektakulär: eine von vielen Eiweißquellen in der Nahrung für Bienenlarven.

Zur Publikation:
A. Buttstedt, C. H. Ihling, M. Pietzsch & R. F. A. Moritz. Royalactin is not a royal making of a queen. Nature 537 (2016) DOI: 10.1038/nature19349

 

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