RASSENSPEZIFISCHE UNTERSCHIEDE
INOVARENTWICKLUNG
UND EIABLAGEVON WEISELLOSEN ARBEITERINNEN DER HONIGBIENE
APIS MELLIFERA L.
Friedrich RUTTNER Bernd HESSE
Institut für Bienenkunde, Im Rothkopf 5, 6370 Oberursel, Bundesrepublik Deutschland
ZUSAMMENFASSUNG
Bei sieben Bienenrassen wurden bei weisellosen Arbeitsbienen Verlauf der Ovarentwicklung, Ovario- lenzahl, Zeitpunkt des Beginns der Eiablage (Latenzzeit) und Zahl der in den ersten 48 Stunden abgelegten Eier unter gleichartigen Umweltbedingungen im freifliegenden Volk bestimmt.
A. m. carnica hatte mit 30 Tagen die längste, A. m. intermissa mit 5,6 Tagen die kürzeste Latenzzeit.
Es ergaben sich drei deutlich unterscheidbare Gruppen - die europäischen Rassen Carnica, Gigustica und Mellifera mit einer Latenzzeit von 22-30 Tagen, Adami aus Kreta (ein anatolisches Element) mit 16 Tagen
und die afrikanischen Rassen lntermissa, Scutellata (= « adansonii ») und Capensis mit 5-10 Tagen.
Die Latenzzeit korreliert negativ mit der Zahl der abgelegten Eier, aber nicht mit der Zahl der Ovariolen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Fortpflanzungsfähigkeit der Arbeitsbienen nicht nur durch Umwelteinflüsse (Königin, offene Brut, Pollenernährung), sondern auch durch genetische Faktoren gesteuert wird.
EINLEITUNG
Bei sämtlichen sozial lebenden
Hymenopteren
beruht die soziale Struktur auf einem mehr oderweniger
labilenSpannungszustand
zwischen demeinzigen (oder
denwenigen)
vollreproduktionsfähigen
Weibchen(2)
und den im Habitualzustand infertilen Arbeiterinnen(##).
Während derEntwicklung
behalten nur bei der9
dieursprünglich
bei beiden Kastengleich angelegten
Gonaden ihren hohenEntwicklungsstand,
während beiden ! !
eineweitgehende
Reduktion eintritt.Bei einem
« typischen
» Bienenvolk - aber auch bei anderen sozialenHymenopteren -
istfestzustellen,
dassdie 9
allein sämtliche Nachkommen liefert unddass
die ! 1
in keiner Weise an derReproduktion beteiligt
sind. Dieser Zustand kannpotentiell unbegrenzt
anhalten. EineReproduktion von ! !
ist in diesemSystem
nichtvorgesehen
und anscheinend ohne erkennbareBedeutung.
Umso erstaunlicher ist es, dass die
Reproduktionsfähigkeit der § §
trotzdemnicht
völlig abgebaut
wird. Es ist bisher bei sozialenHymenopteren
in keinemeinzigen
Fall der Nachweis erbracht
worden, dass § §unter
bestimmtenBedingungen
nicht inder
Lage wären, entwicklungsfähige
Eierabzulegen.
Nicht seltengeschieht
dies sogar in der Anwesenheit einer fertilenKönigin,
vor allem wenn diese nicht in voller Funktion ist - so bei derHonigbiene (G ONTARS K I , 1938),
bei vielenMeliponinen (S AKAGAMI
et al.,1963)
und bei Ameisen. Bei derMyrmicine
Temnothorax tretenlegende ! !
nurauf,
wenn sichdie 9
nicht inEiablage
befindet(z.
B. nach derÜberwinterung), später
verschwinden sie wieder(D EJEAN
u.P ASSERA , 1974).
Die
Beibehaltung
derpotentiellen Reproduktionsfähigkeit
derBienen- § §
stehtim
Gegensatz
zu dertiefgreifenden Differenzierung
zwischen den beidenKasten,
die sich auf eine sehr grosse Anzahl von Merkmalen erstreckt(s. W EISS , 1980).
Bei der
Honigbiene
wurden «legende Y !
» schon vor mehr als 200 Jahren(R IEM
, 1765)
und seither in einer grossen Zahl von Arbeiten beschrieben. Der anatomische Nachweisdes ! !
-Ovars ist ebenfalls sehrfrühzeitig,
durchFrangois
HusER’s Mitarbeiterin JURINE
(1814)
undspäter
durchL EUC K ART ,
1857(s. v.
B ERLEPS C H
, 1870) erfolgt;
REAUMUR und SwntvtMERDaM erwähnen in ihren sehrsorgfältigen Untersuchungen
diesesOrgan hingegen
nicht.Die
Ovarentwicklung
imLebenszyklus
der ArbeitsbieneIn den frühen Stadien ist die
Ovaranlage
bei allen weiblichen Larven derHonigbiene gleich.
Injeder
der beidenAnlagen
sind 180-200 Ovariolen vorhanden(Z A N DER
,
LÖSCHEL u.M EIER , 1916).
ImZuge
derKastendetermination,
ab dem 3.Larventag,
tritt eineDifferenzierung
ein :Bei der zur
9
bestimmten Larve bleibt dieursprünglich angelegte
Ovariolenzahlerhalten,
ausserdemvergrössert
sich dieSpermatheka
und es entwickeln sich dieübrigen
fürdie 2
charakteristischen Merkmale(Zusammenfassung
beiW E iss, 1980).
Bei der
zur #
determinierten Larvehingegen erfolgt
eine während der ganzenLarvalentwicklung
fortschreitende Reduktion der Ovariolenzahl bis auf denImaginalwert.
Durch Ausseneinflüsse
(z.B. Änderung
derErnährung
während derLarvalentwicklung)
kann die Zahl der Ovariolen nicht verändert werden(W EAVER , 1956). Dagegen
führt eineStörung der 9
-determinierenden Faktoren(z.
B. beiAufzucht im Labor oder bei
später Umstimmung)
zu Zwischenformenzwischen 9
und1 ,
wobei dieFortpflanzungsorgane (Ovarien, Spermatheka)
früher betroffen werden als andere Merkmale.Nach WILLIAMS und
F REE ,
1975 führt die Larvenaufzucht im weisellosen Volk zu! !
mitsignifikant
verstärkter Tendenz zurOvarentwicklung.
Im
allegemeinen
sind die Ovarienfrischgeschlüpfter ! !
unentwickelt. Sie können sich aber beijeder #
bis zurAblage lebensfähiger
Eierentwickeln,
soferne nur dieGrundvoraussetzungen
dazugegeben
sind :- Leben im
Sozialverband;
-
Adäquate Ernährung;
- Fehlen von Hemmfaktoren.
Eine
geeignete Ernährung
ist für beide BienenkastenVoraussetzung
für dieAblage
von Eiern. Ohne Pollen-
(bzw. Protein-) Versorgung
kommt es beiden # # nicht
zurEntwicklung
der Ovarien(MÜ SSBI C HLER , 1952).
Diese
Beobachtung
wird auch in der Praxis derBienenhaltung ausgewertet :
Ein Bienenvolk mitlegenden ! !
lässt sich nur schwer durch Zusetzeneiner 9
in seinen Normalzustand zurückführen. NachÖ R Ö SI
PAL(Zit.
nachG ONTARSKI , 1938)
verschwinden
jedoch
dielegenden
Arbeitsbienen sehr rasch, wenn man das Volk vonseinen Waben in eine leere Kiste abkehrt und zwei
Tage lang hungern
lässt.Physiologische Voraussetzung
für dieEntwicklung
der Ovarien ist dieSpeicherung
von Proteinen imBienenkörper.
DREISCHER(1956)
stelltefest,
dass sichzuerst die Futtersaftdrüsen
vergrössern,
bevor dieOvarentwicklung
einsetzt. Auf die Rolle des Juvenilhormons weist dieVergrösserung
derCorpora
allatabei § §
mitentwickelten Ovarien hin.
Die
Hemmung
derOvarentwicklung
beiden # # geht
vor allem vonder
aus.Der Grad der
Ovarentwicklung bei ! !
wird seit BUTLER 1954allgemein
als Biotest für den Faktor «Königin
» benutzt. In einem Volk mitlegetüchtiger,
vitaler9
findetman höchstens bei einer
geringen
Anzahl von Bienen schwach entwickelte Ovarien - obwohl durchaus auch imweiselrichtigen
Volklegende # #
auftreten können(G ONTARS K I
, 1938; MÜ SSBICHLER , 1952).
Schon einegeringe Abschwächung
desEinflusses
der ! ,
etwa durchAbsperren
durch ein für Bienenpassierbares Gitter,
führtzu einer messbaren
Ovarentwicklung
beiden # #.
Andererseits haben selbst tote99 längere
Zeit hindurch einen hemmenden Einfluss(P AIN , 1954),
ebenso Extrakte ausganzen
yQ (V OOGD , 1955)
oder aus Mandibulardrüsen(BUTLER, 1959; G ARY , 1961).
V ELTHUIS
,
1970 benutzte dieHemmwirkung
aufdie # # -Ovarien
zum Nachweis der Funktion der Dermaldrüsen in den abdominalenTergittaschen
der9 .
Auch
legende !!
hemmen bei denanderen Y!
desselben Volkes dieEntwicklung
der Ovarien(S AKAGAMI , 1958; V ELTHUIS , 1970).
Bei derlegenden Kap- Arbeitsbiene,
deren Mandibeldrüsen erheblicheMengen
derHauptkomponente
der«
Queen
Substance »,9-oxo2-trans-Decensäure, produziert (R U TT NER ,
KOENIGER undV
EITH
1976; H EMMLING ,
KOENIGER und RUTTNER1979),
ist dieHemmwirkung
fastgenauso stark wie bei
einer 9 .
Das kann in ganz einfachenKäfigversuchen
überzeugend
demonstriert werden(Tab. 1).
Ein weiterer sehr wirksamer Hemmfaktor für die
Ovarentwicklung der ! !
istdas Vorhandensein von Larven
(P EREPELOWA , 1926).
MÜSSBICHLER(1962)
konntedurch
Zugabe
von offener Brut zu weisellosen Völkern dieOvarien
der!y
auf einemsehr
niedrigen Entwicklungsstand
halten. Vielleicht ist die drastischeVerringerung
derLegetätigkeit der Q
und damit der Larvenzahl mit ein Grunddafür,
dass inVölkern,
die sich im Schwarmstadiumbefinden,
mehrfach eine verstärkteOvarentwicklung
bei! ! gefunden
wurde(P EREPELOVA , 1929; V ERHEIJEN -V OOGD , 1969; V ELTHUIS ,
1970). Allerdings
besteht amHöhepunkt
derVolksentwicklung,
von Juni bis MitteAugust,
eine erhöhte Tendenz zurOvarentwicklung,
die im Herbst wieder stark abfällt(H ESS
, 1942; MÜ SSBI C HLER , 1952; V ELTHUIS , 1970).
Dieser Umstand muss bei derDurchführung vergleichender
Versucheberücksichtigt
werden(s. unten).
Nicht alle
Eier,
die sich in den Ovarien bis zur -morphologischen -
Reifeentwickeln,
werdenabgelegt.
Die Eier können wieder resorbiert werden(Oosorption;
H ESS
, 1942; G ONTARSKI , 1938). Unvollständig
resorbierte Eier könnenabgelegt werden,
sie haben eineeigenartig geschrumpfte
Gestalt und sind nichtentwicklungsfähig (Abb. 1).
Deshalb ist keine
Aussage
darübermöglich,
obeine !
mit Ovarien derEntwicklungsstufe
3 schon Eierabgelegt
hat oder ob sieüberhaupt
zurEiablage gelangen
wird. DREISCHER(1956)
unterscheidet zwischen« morphologisch legenden
! !
» und « funktionelllegenden ! !
».In der
vorliegenden Untersuchung
werden beide Kriterien verwendet : Die tatsächlicheAblage
von Eiern als der letztenEntwicklungsstufe
und alseindeutiger
Nachweis des Eintritts
der ! !
in dieReproduktionsphase.
Und der anatomischeEntwicklungszustand
der Ovarien als Nachweis derEntwicklung
in einem bestimmtenZeitabschnitt.
Schon in den frühen
Beobachtungen (z.
B. beiB ERLEPSCH , 1873)
wirdangegeben,
dass vom Verlust der bis zur
Ablage
der ersten Eierdurch ! !
etwa 4-5 Wochenvergehen.
DieseBeobachtungen
beziehen sich aufeuropäische
Rassen.Später
wurdefestgestellt,
dass dieser Zeitabstand besonders bei afrikanischen Rassen auch wesentlich kürzer sein kann(Zusammenstellung
beiR U TT NER , 1975).
Esgab
also Hinweisedafür,
dass die Tendenz zurEntwicklung
vonfunktionstüchtigen
Ovarien nicht nur von Umweltfaktoren wieErnährung
oder der Abwesenheit einer<2
und Fehlenvon Brut
abhängt,
sondern auch vonangeborenen, genetisch bedingten
Faktoren.Dasselbe
gilt
für die Anzahl vonOvariolen,
die nach WEAVER(1956)
sogar bei verschiedenen Linien derselben Rasse verschieden sein kann.Deshalb sollte die
Frage
nachgenetisch bedingten
Unterschieden in der Bereitschaftder ! !
verschiedener Rassen zurFortpflanzung
und in der Zahl derOvariolen in
möglichst
exakt kontrollierten Versuchengeprüft
werden.Wegen
der Vielzahlgeographischer Rassen,
die untervöllig
verschiedenenökologischen Bedingungen leben,
erscheint dieHonigbiene
als idealesUntersuchungsobjekt
für dieseFragen.
MATERIAL UND METHODEN
Bei der Auswahl der Bienenrassen für diese Untersuchung spielte die Verfügbarkeit Von lebendem Material eine dominierende Rolle. Es wurden aber grosse Anstrengungen unternommen, um aus für diese Frage besonders interessierenden Gebieten, das ist vor allem der afrikanische Kontinent. ! reiner Rassen zu beschaffen. Die Versuche wurden am Gelände des Instituts für Bienenkunde Oberursel
durchgeführt.
Folgende Rassen standen zur Vefügung :
1. Apis mellifera carnica POLLMANN aus den österreichischen Alpen.
2. Apis mellifera ligustica SPINOLA aus dem Gebiet von Bologna.
3. Apis mellifera mellifera L. aus Südfrankreich (Provence).
4. Apis mellifera adami RUTTNER von der Insel Kreta.
5. Apis mellifera adansonii-scutellata LATREILLE aus Pretoria, SA.
6. Apis mellifera intermissa v. Bu’r7EL-REEreN aus Tunesien.
7. Apis mellifera capensis EscHoLTz, aus der Kapprovinz, Südafrika.
Nach der zoogeographischen Zugehörigkeit handelt es sich um drei europäische Rassen (Nr. 1-3), um eine anatolische (Nr. 4) und um drei afrikanische Rassen (Nr. 5-7).
Arbeitsbienen dieser Rassen liessen wir in einem Brutschrank schlüpfen und setzten sie, um ihnen von vorneherein die bestmöglichen Bedingungen zu bieten, kleinen Carnica-Völkchen zu. Später entfernten wir die Carnica-Bienen und entweiselten die Völkchen, um nun die mit der Eierlegetätigkeit der Arbeitsbienen
zusammenhängenden Fragen zu untersuchen.
Die Versuchsvölkchen wurden zunächst aus Kunstschwärmen mit etwa 1 500 Carnica-Bienen
gebildet, in Kästchen mit 3 Rähmchen (10 x 15 cm) untergebracht und mit einer schlüpfreifen Carnica-
Weiselzelle versehen. Nach drei Tagen Kellerhaft wurden die Kästchen auf einem durch Sträuchergruppen gut markierten Gelände in Gruppen zu je drei oder vier aufgestellt. Die Gruppen standen auf dem
Versuchsgelände (Ausmass 80 x 140 m) in Abständen von mindestens 15 m voneinander entfernt. Die für die Capensis-Bienen vorgesehenen Völkchen wurden wegen der von dieser Rasse bekannten
Verflugsneigung völlig isoliert in einer Entfernung von 500 m aufgestellt. Infolge der zeitlichen Versetzung
der Versuche befanden sich nie mehr als vier Gruppen gleichzeitig auf dem Gelände. Tatsächlich konnte kein Verflug zwischen den Gruppen beobachtet werden.
Sieben Tage nach der Aufstellung hatten die Carnica- 9 die Hochzeitsflüge absolviert und sie
begannen mit der Eiablage.
Die Yersuchsbienen wurden durch Einstellen verdeckelter Brutwaben aus Völkern der ausgewählten
Rasse in einem Brutschrank gewonnen. Täglich wurden die geschlüpften Bienen abgesammelt, mit einer tages - und rassenspezifischen Farbe markiert und den für diese Rasse vorgesehenen Völkchen zugesetzt.
Die tägliche Markierung einer so grossen Zahl von Jungbienen erforderte eine rationelle Technik : Die frischgeschlüpften Bienen wurden auf eine Styroporplatte geschüttet und mit einem durch ein Nylonnetz bespannten Rahmen bedeckt. Die durch das Gitter festgehaltenen Bienen liessen sich jetzt rasch
und bequem mit einem Farbtupfer markieren. Die an einem bestimmten Tag geschlüpften Bienen einer
Rasse wurden alle mit derselben Farbe markiert und auf 3 oder 4 Völkchen einer Gruppe aufgeteilt. Bienen
verschiedener Rasse konnten somit unterschieden werden, innerhalb einer Rasse (Gruppe) war aber nur eine Unterscheidung nach dem Alter, nicht aber nach dem Kästchen möglich.
Jedem Volk wurden 14 Tage lang täglich 80-200 markierte Jungbienen zugesetzt. Nach dieser Zeit
waren im Völkchen ebensoviele markierte Bienen wie Pflegebienen (etwa 1 500) vorhanden.
Die Völkchen wurden ständig mit Zuckerteig gefüttert. Die Versorgung mit Naturpollen während der Versuchszeit war gut. Bei Schlechtwetter wurde vorsorglich eine Honig-Pollenmischung verabreicht.
Drei Tage nach Beginn der Eiablage wurde die P in ihrem Volk in einem Käfig gesperrt. Sechs Tage später, nach dem Zusetzen der letzten (14.) Gruppe markierter Jungbienen wurde der Käfig mit der 9 entfernt, ebenso wurden alle nichtmarkierten Bienen im Volk mit einem Exhaustor abgesammelt und
entnommen.
Die Versuchsvölkchen enthielten jetzt also etwa 1 400-1 500 markierte Bienen einer bestimmten Kasse im Alter von 1-14 Tagen ohne 9 , sowie ältere Larven von der entnommenen 9 . Nach der
Entweiselung wurden anfangs Weiselbecher in verschiedener Zahl gebaut, aber für eine Weiselpflege waren
die vorhandenen Larven schon zu alt. Drei Tage nach Entnahme der war auch die letzte Brutzelle verdeckelt; diese Brut war von grosser Bedeutung für den Zusammenhalt des Völkchens nach der Entweiselung. Elf Tage später begann die Brut zu schlüpfen; die hinzukommenden Jungbienen bewirkten
eine Verstärkung der Völkchen, sie konnten wegen des grossen Altersabstandes aber den Versuchsablauf nicht stören, zumal sie der Carnica-Rasse mit langsamer Ovarentwicklung angehörten.
Der zeitliche Ablauf des Versuchsaufbaues ist in Abb. 2 dargestellt.
Eine abweichende Behandlung erfuhren nur die Völkchen mit A. m. intermissa. Von dieser Rasse konnten jedem Völkchen nur 500-700 Bienen zugesetzt werden, da nicht ausreichend Brut vorhanden war.
Deshalb wurden die nichtmarkierten Bienen belassen, um die Völkchen lebensfähig zu erhalten. Da gerade
diese Rasse eine besonders kurze Latenzzeit aufweist, ist jedoch eine dadurch bedingte Fehlermöglichkeit
äusserst gering. °
Aus technischen Gründen konnten zwar nicht alle Völkchen gleichzeitig angesetzt werden, aber immerhin lief der gesamte Versuch innerhalb der Hauptsaison des Bienenjahres ab (Tab. 2).
Im wesentlichen wurde der Versuch in zwei Gruppen durchgeführt : Die erste Gruppe mit 4
Herkünften zwischen Anfang Juni und Mitte Juli, die zweite Gruppe mit 3 Herkünften zwischen Mitte Juli und Anfang August.
Die Versuchsvölker wurden täglich auf das Vorhandensein von Eiern kontrolliert. Um zusätzliche quantitative Angaben über den Zustand der Ovarentwicklung zu gewinnen, wurden in regelmässigen
Abständen Proben von 20 Bienen zur Präparation entnommen, beginnend am Tage der Entweiselung und abschliessend am Tage des Auftretens der ersten Eier. Jede Probe enthielt Bienen sämtlicher Altersstufen.
Um den Arbeitsaufwand in vernünftigen Grenzen zu halten, wurde bei Festsetzung der Intervalle zwischen
den Probenentnahmen die aus der Literatur und der eigenen Erfahrung zu erwartende Entwicklungsgeschwindigkeit der Ovarien berücksichtigt.
Diese Intervalle betrugen :
6 Tage für die Rassen Carnica, Gigustica, Mellifera und Adami.
3 Tage für das erste und 2 Tage für jedes weitere Intervall bei A dansonii.
1 Tag bei Intermissa und Capensis.
Im grossen und ganzen entsprach der tatsächliche Verlauf der Ovarentwicklung diesen Erwartungen.
So ergaben sich ziemlich gleichmässig 6-8 Proben je Volk. Lediglich bei der in ihrem Verhalten bisher
weitgehend unbekannten A. m. adami waren es nur 4 Proben.
Die Bienenproben wurden in Weaver’schem Gemisch fixiert und später präpariert. Die Klassifizierung
der Ovarien erfolgte nach VELTHUIS, 1970, in 3 Stufen : 1. Unentwickelt.
2. Entwicklung stimuliert
(Kammerung
der Ovariolen).3. Entwickelt mit morphologisch reifen Eiern.
Zur Klassifizierung wurde das jeweils stärker entwickelte der beiden Ovarien herangezogen. Je Volk
und Entnahmedatum wurden 20 Bienen untersucht.
RESULTATE
1. Einsetzen der
Eiablage
Der Zeitabstand zwischen der Entnahme der
9
und dem Auftreten der ersten von! ! gelegten
Eiern wird als Latenzzeit bezeichnet. Imallgemeinen
standen 3 Völkchenzur
Auswertung
zurVerfügung.
Bei A. m. adansonü waren esvier,
bei A. m.capensis hingegen
nur zweiVölkchen,
da in zwei Völkchendie 9
verschwunden war, ohne dass der genaueZeitpunkt angegeben
werden konnte.Tab. 3
gibt
eineÜbersicht
über die Werte der Latenzzeit(in Tagen).
Es
ergeben
sich deutlich dreiGruppen :
Dieeuropäischen
Rassen Carnica -Ligustica - Mellifera
mitlanger Latenzzeit,
die afrikanischen Rassen Adansonii - Intermissa -Capensis
mit kurzer Latenzzeit und drittens A. m.adani,
ein anatolischesFaunenelement mit einem Zwischenwert
(Abb. 3).
Aber auch innerhalb derGruppen zeigen
die einzelnen Rassen deutlich verschiedene Werte derLatenzzeit,
mit bemerkenswertgeringer Streuung
undnichttransgredierender Verteilung - abgesehen
von den beiden afrikanischen Rassen Intermissa und
Capensis
mit besonders kurzer Latenzzeit.Statistisch lassen sich alle Werte auf dem 5 %-Niveau
gegeneinander
absichernmit Ausnahme
derjenigen
derKapbiene gegenüber
Adansonü und Intermissa(einseitiger
U-Test nachW IL coxoN; Tab. 4).
1
2. Anzahl der
abgelegten
EierAm zweiten
Tag
derEiablage durch ! !
wurden die vorhandenen Eiergezählt.
In den Völkchen war vorher durch die
entnommene 9
eine Wabe bebrütetworden,
undzwar fast
durchwegs
die mittlere. Die!yhatten
amTag
der Kontrolle ausschliesslich diese bebrütete Wabe zurAblage
von Eiern benutzt.Die mittlere Eizahl
schwankt
zwischen27,7
bei A. m.mellifera
und655,3
A. m.adami
(Tab. 5,
Abb.4).
Alle dreieuropäischen
Rassen weisengeringe
Eizahlenauf,
obwohl
ja
bekanntlich im Normalvolk die Italienische und die Kärntner Biene zu den stark brütenden Rassengehören.
Es besteht eine
Beziehung
zwischen Latenzzeit und Zahl derabgelegten
Eier(parameterfreier Rangkorrelationstest
nach SPEARMAN rs = -0,507, signifikant
aufNiveau
0,025) :
Bienen mitlanger
Latenzzeitlegen
imallgemeinen weniger
Eier alssolche mit kurzer.
Das
Legepotential der # #
zuBeginn
ihrerReproduktionsphase
scheint nach denvorliegenden Ergebnissen
charakteristisch für die einzelnen Rassen zu sein. Wie bei der Latenzzeit ist auch hier dieStreuung
innerhalb derGruppe gering.
Beipaarweisem Vergleich
der Rassen sind nur die drei PaareLigustica-Mellifera,
Carnica-Adansonü undIntermissa-Capensis gegeneinander
nichtsignifikant
abzusichern(U-Test
vonW
ILCOXON
,
p= 0,05;
Tab.6).
Trägt
man in einemKoordinatensystem
Eizahl gegen Latenzzeitauf,
so kommtman zu einer
guten Trennung
derGruppen (abgesehen
vonintermissa-capensis;
Abb.4).
Diese beiden Parameter können demnach
möglicherweise
als charakteristische Rassenmerkmalegewertet
werden.3. Anzahl der Ovariolen pro Ovar
Die Anzahl der
abgelegten
Eier könnte korreliert sein mit der Ovariolenzahl.Deshalb wurde an zwei
zufällig
entnommenenStichproben je
Herkunft dieOvariolenzahl bestimmt. Da sich diese Zahl nur bei entwickelten Ovarien ohne Hilfsmittel
(Einbettung, Färbung)
exakt feststellenlässt,
wurden nur Ovarien der Stufe 3herangezogen.
Auch bei der Ovariolenzahl treten - ähnlich wie bei der Latenzzeit - drei unterscheidbare
Gruppen
hervor(Tab. 7) : Europa
und Afrika als Extreme und der Vordere Orient in einerMittelstellung. Erwartungsgemäss
wurde beiCapensis
die höchste Ovariolenzahlgefunden.
Auch die Ovariolenzahl ist - mitgewissen Einschränkungen -
einrassenspezifisches
Merkmal. Dieeuropäischen
Rassen sinduntereinander nicht
signifikant verschieden,
dasselbegilt
für Adamigegenüber
Adansonii und Intermissa wie Adansonii gegen Intermissa
(Test
von KOLMOGOROFFund
S MIRNOFF ; Tab. 8).
Die
europäischen Rassen,
mit derniedrigsten Eizahl,
weisen auch diegeringste
Anzahl von Ovariolen auf. Trotzdem lässt sich keine
allgemeine
Korrelation zwischen diesen beiden Parametern ableiten. Daszeigt
etwa derVergleich
zwischen den RassenAdami - Adansonü - Intermissa : Die Zahl der Ovariolen
liegt
bei allen dreien inderselben
Grössenordnung,
die Eizahlen aber sind ganz verschieden. Ganz ähnlich ist das Verhältnis bei demVergleich Carnica-Mellifera :
Die Ovariolenzahlen sindgleich,
aber die Eizahl ist bei der Carnica viermal so gross.Der
Spearmansche Rangkorrelationskoeffizient
rs =0,613
ist nichtsignifikant.
Hingegen ergibt
sich einesignifikante negative
Korrelation zwischen Latenzzeit undOvariolenzahl
(r s
=-0,857).
Je kürzer dieLatenzzeit,
destogrösser
die Zahl der Ovariolen(Abb. 6).
Es besteht eine
Beziehung
zwischen Latenzzeit und Zahl derabgelegten
Eier(parameterfreier Rangkorrelationstest
nachSpearman
rs= -0,507, signifikant
aufdem Niveau
0,025) :
Bienen mitlanger
Latenzzeitlegen
imallgemeinen weniger
Eierals solche mit kurzer.
4.
Entwicklungsgrad
der OvarienIm
Ausgangsstadium,
bei der ersten Probenentnahme amTage
derEntweiselung,
waren die Ovarien bei sämtlichen Rassen so
gut
wie unentwickelt(Abb. 7).
Stufe 3 wurde bei keinereinzigen
Bienegefunden.
Stufe 2gab
es zu diesemZeitpunkt
nur beiaussereuropäischen
Rassen: Bei Adami 1 x(unter
60Bienen),
bei Adansonü 4 x(unter
80
Bienen),
bei Intermissa 1 x(60 Bienen)
und beiCapensis
2 x(40 Bienen).
In der
Abschlussprobe,
entnommen zuBeginn
derEiablage,
waren die Mittelwerte derEntwicklungsstufen
für alle Rassen fast identisch(Tab. 9).
Offenbar ist der
physiologische
Zustand derOvarien,
der bei Einsetzen derEiablage
erreicht sein muss, bei allen Rassengleich.
Von
wenigen
Ausnahmenabgesehen,
tauchten die ersten Bienen mit voll entwickelten Ovarien fast ausschliesslich bei der vorletztenKontrolluntersuchung
auf(also
bei der fünften der sechsUntersuchungen).
Zwischen dieser und dem Auftreten der erstenEier,
also in den letztenVersuchstagen, steigt
die Anzahl der Bienen mit den entwickelten Ovarien meistsprunghaft
an - von 1 auf 3 oder von 2 auf 7.Die
Hemmwirkung
der frühentwickelten Bienen auf dieübrigen Mitglieder
derGruppe
scheint demnach nicht gross zu sein. Dasgeht
auch aus der Linearität desAnstieges
hervor(s. unten).
Offenbar ist dieseSituation,
in der sich alle Bienen derGruppe ungefähr
in derselbenAusgangsverfassung
befundenhaben,
sehr verschiedenvon der
Versuchsanordnung,
in der eine Arbeiterin mit entwickelten Ovarien zu unentwickelten Versuchsbienengesetzt
wurde(Tab. 1).
Die Zahl der Bienen mit voll entwickelten Ovarien in der
Gruppe
von 20 schwanktezum
Zeipunkt
desEilagebeginns
zwischen 3 und 10( 15-50 %).
Es könnte
sein,
dass beieinigen
Rassen einfach deshalb mehr Eierabgelegt
werdenals bei
anderen,
weil mehrlegende § § vorhanden
sind. Bei Adami trifft dies Offenbarzu : Sie hat die höchste Eizahl und die
höchste
Zahl Bienen mit entwickelten Ovarien(im
Mittel8,3
proKäfig).
Aber im Gesamten lässt sich keineallgemeine Regel
aufstellen
(Tab. 10).
Offensichtlich entstehen die grossen Unterschiede in der
Legeleistung
dereinzelnen Rassen durch Zusammenwirken mehrerer
Faktoren,
wie der Zahllegender Bienen,
der individuellenLegeleistung
und vermutlich noch anderer.Wie schon aus den sehr unterschiedlichen Latenzzeiten zu erwarten, ist
hingegen
der zeitliche Verlauf der
Ovarentwicklung
bei den untersuchten Rassen sehr verschieden. Beigleicher
Höhe derAnfangs-
undEndpunkte zeigt
der Winkel derKurvenneigung
sehr unterschiedliche Werte(Abb. 7).
Wie aus Abb. 7
hervorgeht,
verläuft dieOvarentwicklung
nach einer«
Anlaufphase
», die beieuropäischen
Rassen bis zu 6Tagen
dauernkann,
annäherndlinear. Nur bei
Capensis
setzt dieOvarentwicklung
beinahe unmittelbar nach derEntweiselung,
innerhalb der ersten 24Stunden,
ein. DieUntersuchung
des Kurvenverlaufs mittels derTrendprüfung
nach YATES(1948) ergibt,
dass dieHäufigkeiten
inAbhängigkeit
einer Merkmalsreihe linear zunehmen. Dies ist bei allen Rassen auf dem0,01
Niveausignifikant. Irgendein
Einfluss eines neu hinzukommenden Faktors im Verlaufe derOvarentwicklung -
etwa dieHemmwirkung von § §
mit schonstärker entwickelten Ovarien — lässt sich also nicht nachweisen.
DISKUSSION
Wie in der
Einleitung erwähnt, liegen
sehr viele Daten darüber vor, dass dieEntwicklung
der Ovarienvon ! !
von einer ganzen Anzahl von Umweltfaktoren beeinflusst wird :Versorgung
mitEiweiss, Jahreszeit, physiologischer
Zustand des Volkes(Schwarmstimmung),
Anwesenheit undQualität
der9 , legende § § ,
offeneBrut. Für den Nachweis zusätzlicher
genetischer
Faktoren musste daher einermöglichst sorgfältig
kontrollierten Versuchsmethodik eine zentraleBedeutung
zukommen. Nur beiweitgehend gleichartigen
undzugleich optimalen
Umweltverhältnissen konnten
aussagekräftige Ergebnisse
erzielt werden. DieReproduktion
im Bienenvolk ist ein von der sozialen Gesamtstrukturgesteuertes
Phänomen. DieseStruktur,
bestimmt durch den inneren Aufbau des Volkes -Alterszusammensetzung, Brut, Königin -
und durch die äusserenBedingungen,
befindet sich in einem labilen
Zustand,
der durchexperimentelle Eingriffe
leichtgestört
werden kann.
Bei der
Planung
derExperimente
über dieOvarentwicklung der § §
musste einWeg gefunden werden,
die Versuchsbienenvorsichtig
in ein normalaufgebautes,
vitalesVolk einzuschleusen und ihre
Entwicklung
unteroptimalen, weitgehend störungsfreien Bedingungen
zuverfolgen.
Diese
Grundforderungen
wurden in dergewählten
Methodik so weit alsmöglich eingehalten.
Es wurden Kunstschwärme mit Bienen aller Altersstufengebildet,
miteiner
9 ,
die inmitten ihrer Bienenausgeschlüpft
war. DiePaarungen
der9 9 erfolgten
rasch und mit sehrgeringen
Ausfällen. So standen vollaktive kleine Völker mitjungen, legenden 9 9
zurVerfügung,
die nuntäglich
eineGruppe (80-200) frischgeschlüpfer, markierter ! !
erhielten. Diese Versuchsbienen reiften also in einemweiselrichtigen
Volk ingutem Ernährungszustand
und mit offener Brut heran.Zur
Vorbereitung
des Versuches wurde die9
im Volkgesperrt,
um für denrichtigen Zeitpunkt
den erforderlichen brutfreien Zustand zu erreichen. ZumZeitpunkt
derEntweiselung
des Volkes waren nur ältere Larven und dreiTage später
ausschliesslich verdeckelte Brutvorhanden,
die zwar das weisellose Volkstabilisierte,
aber auf dieOvarentwicklung der ! !
keinen Einfluss hatte. DiePflegebienen
des «Trägervolkes
»wurden zusammen mit der
9
entnommen; das Versuchsvolk bestandjetzt
ausschliesslich aus datierten Bienen der zu untersuchenden
Rasse,
dessen Altersaufbau(0-15 Tage)
im Bereich derphysiologischen Regulationsfähigkeit
auch für dieSammeltätigkeit lag (L INDAUER , 1952)
und die in einemweiselrichtigen,
aktiven Volkherangereift
waren.Als Einwand könnte
vorgebracht werden,
dass die Versuche nicht alle zu exakt derselben Zeitdurchgeführt
werden konnten. Dazu istjedoch
zu sagen, dass dergesamte
Versuchszeitraum(Anfang
Juni -Anfang August)
in die « hohe Zeit » derBienensaison fällt. Es ist derselbe
Zeitabschnitt,
in dem VELTHUIS(1970)
denHöhepunkt
derOvarentwicklung
fand(Mitte
Juni-MitteAugust).
Erst im Herbsterfolgt
die
Entwicklung langsamer (H ESS , 1942).
AlsFolge
der unterschiedlichenVerfügbarkeit
des Materialsergab
essich,
dass die Versuche mit Rassen mitlangsamer Ovarentwicklung
in der ersten Hälfte desVersuchszeitraumes,
die Versuche mit Rassen mit rascherOvarentwicklung
inder
zweiten Hälftedurchgeführt
wurden. Einetwaiger
Saisoneinfluss müsste sich also auf
genetische
Unterschiede nivellierend und nicht verstärkend auswirken.Dass der Versuch unter
biologisch adäquaten Bedingungen durchgeführt wurde, geht
auch daraushervor,
dass die Völkchen trotzWeisellosigkeit
bis zum Abschlussdes
Experimentes
inguter Verfassung
blieben. Nur bei der RasseMellifera,
mit relativlanger Latenzzeit,
war gegen Ende ein deutliches Absinken derPopulationsstärke
zuverzeichnen.
Demnach können die
festgestellten
Unterschiede in derEntwicklungs- geschwindigkeit
der Ovarien und in derEilegerate
mit gutem Grund alsendogen
verursacht bewertet werden. Dafür
spricht
auch diegeringe Streuung
der Werteinnerhalb der
Gruppe.
Als
Ergebnis
des Versuches istfestzuhalten,
dassjede
Rasse ihrespezifische
Latenzzeit
(= Zeitspanne
zwischen Entnahmeder 9
undBeginn
derEiablage
durchdie
!!)
hat. Es lassen sich dreiGruppen
unterscheiden : Dieeuropaischen
Rassenmit 3-4 Wochen
Latenzzeit,
die der ostmediterranenRassengruppe zugehörige
A. m. adami mit 2 Wochen und schliesslich die afrikanischen Rassen mit einer Woche Latenzzeit und darunter. Aber auch die einzelnen Rassen innerhalb der
Gruppe
weisensignifikant
verschiedene Werteauf, abgesehen
von den beiden afrikanischen Rassen A. m. intermissa und adansonügegenüber
A. m.capensis,
die alle eine sehr kurze Latenzzeit haben.Möglicherweise
könnte aber auch innerhalb dieserGruppe
mitgrösseren Stichproben
eine bessere statistischeAbgrenzung gelingen.
Eine kurze Latenzzeit ist die
Folge
einer raschenEntwicklung
der Ovarien nachEntfernung der 9 ,
also eines steilenAnsteigens
derRegressionsgeraden Entwicklungsstufe/Zeit (Abb. 7). Ausgangspunkt
dieser Kurven war bei fast allenVölkern der Wert
1,
d.h. die Bienen hatten in denweiselrichtigen
Völkern unentwickelte Ovarien. ZumZeitpunkt
des Auftretens der ersten Eier war der mittlereEntwicklungsgrad
der Ovarien bei allenGruppen
annäherndgleich, ungeachtet
desunterschiedlichen Zeitraumes
(zwischen
5 und 31Tagen).
Mit Werten von
2,2-2,4
ist derEntwicklungsgrad
zu diesemZeitpunkt
relativ
hoch,
die Mehrzahl der Bienen hat stimulierte Ovarien und 15-50 % sogar voll entwickelte Ovarien(Stufe 3).
Daszeigt,
dass in diesen Völkchen - zunächst zumindest - eineallgemeine Ovarentwicklung eingesetzt
hat und dass dieHemmwirkung der ! !
mit voll entwickelten Ovarien auf dieübrigen
Bienen nichtsehr stark sein konnte. Das war der Befund beim Auftreten der ersten Eier. Ob sich in der
Folge
der Einfluss derlegenden ! !
stärker bemerkbargemacht hat,
wurde nicht untersucht. Nach den Befunden beiCapensis
habenlegende § §
beilängerem
Einwirken eine ähnliche
Hemmwirkung
wieQ Q (s.
S.4).
Bei
Apis
cerana undA.Jlorea
sind nach noch unveröffentlichtenErgebnissen
aus diesem Institut beim Auftretenlegender ! !
die Ovarien bei einer weitgeringeren
Zahl der Bienen
entwickelt,
d.h. derallgemeine Entwicklungsgrad
istgeringer.
Offensichtlich handelt es sich hier um
artspezifische
Unterschiede in derHemmwirkung
legender ! ! -
Bei der
Beurteilung
der Befunde war zuüberlegen,
ob nicht das Alter derbetreffenden ! !
einen Einfluss auf denEntwicklungsgrad
der Ovarien hat. Um das zuüberprüfen,
wurden ausjeder
Probe dieEntwicklungsstufen
der dreijüngsten
und derdrei ältesten
Altersgruppen (am Tag
derEntweiselung
0-3Tage,
bzw. 12-15Tage alt)
miteinander
verglichen. Infolge
der Unterschiede der Latenzzeit waren amTage
der letzten Probe(Zeitpunkt
derEiablage)
bei der Carnica diejüngsten
Bienen 30-33 und die ältesten Bienen 44-47Tage alt,
bei der Intermissajedoch
nur 6-8Tage,
bzw. 19-22Tage.
Wie aus Tab. 11
ersichtlich, ergab
sich nur bei der Carnica einesignifikant
schnellere
Ovarentwicklung
beiJungbienen
als bei Altbienen(4-Feldertest,
p = 5%),
wie dies JAY
(1968)
bei seinen Versuchsbienengefunden
hatte. Bei vier Rassen(Mellifera, Adansonü,
Intermissa,Capensis) ergab
sich nur bei der letzten Probe einUnterschied,
bei Adami Zu keinemZeitpunkt.
Es scheint somit nur bei den ältesten Bienen einegewisse Hemmung
derOvarentwicklung
aufzutreten.Die in diesen Versuchen ermittelten Werte der Latenzzeit stehen in
Übereinstimmung
mit den imkerlichenErfahrungen
miteinigen Rassen,
so hinsichtlich dereuropäischen
Rassen durch v. BERLEPSCH(1873)
und GONTARSKI(1938),
vonCapensis
durch ONIONS(1912),
ANDERSON(1960)
und RtrrTNER(1975),
vonAdansonü durch FLETCHER
(mündl. Mitteilung 1977)
und von Intermissa(eigene Beobachtung).
Das weist daraufhin,
dass die in den Versuchen verwendetenStichproben
alsrepräsentativ
für denRassentyp gelten
können und dass es sich bei derLatenzzeit,
bzw. derEntwicklungsgeschwindigkeit
der Ovarien um eingenetisch
fixiertes Merkmal
handelt,
dass auch unter abweichenden Klima- und Trachtverhältnissen nichtgrundlegend
verändert wird.Ein
Widerspruch
bestehthingegen bezüglich
derAngaben
von JAY(1975),
dernach 10
Tagen Weisellosigkeit
keinen Unterschied in derOvarentwicklung
zwischen afrikanischen undeuropäischen
Rassen feststellen konnte. Da sich bei unserenVersuchen mit
Originalstämmen
aus dem Herkunftsland zu diesemZeitpunkt
alle dreiafrikanischen Rassen schon voll in
Eilage befanden,
muss dieFrage
nach einer eventuellenHybridisierung
der von JAY verwendeten Bienengestellt
werden.Voraussetzung
für dieOvarentwicklung
ist die vermehrte Produktion vonDotterproteinen,
die ihrerseitsgesteuert
wird durch das endokrineSystem.
ENGELS(1974)
und ENGELS u. FAHRENHORST(1974)
konntenfestellen,
dass sichbei ! !
imweiselrichtigen
Volk nur bis zu ihrer Funktion als Ammenbienen ein höhererVitellogenintiter
aufbaut. Vom 5.Lebenstag
an sinkt er wieder ab. Beilegenden ! !
(Carnica) hingegen
bleibt er auf einem hohen Niveaustehen;
er ist bei dieser Biene nicht vielniedriger
als bei einerlegenden 9 -
Physiologisch
können die Unterschiede in der Latenzzeit als Unterschiede in derendogenen Hemmung
derpotentiellen Reproduktionsfähigkeit der !: ! gedeutet
werden. «
Langsame
» Rassen mit hoherLatenzzeit,
sindgenetisch
in ihrerReproduktionsfähigkeit
so starkgebremst,
dass nachWegfall
aller äusserenHemmfaktoren
(Königin, Larven)
das ganzeSystem
nur sehrzögernd
undwenig ergiebig
inGang
kommt. EineCarnica-Stockbiene,
im Alter von 10Tagen
weisellosgeworden,
wird erst imGreisenalter,
mit 40Tagen
ihre ersten Eierablegen.
Bei
einigen
afrikanischen Rassenhingegen,
wie besonders beiCapensis
und Intermissa, scheinen nur die exogenen Hemmfaktoren wirksam zu sein. Fallen diese weg, so startenunmittelbar,
innerhalb von 24Stunden,
dieReproduktionsvorgänge.
Dazu
kommt,
dass bei den «langsamen
o Rassen dieEiablage
nicht nurspäter beginnt,
sondern dass sie i.
allg.
auch wesentlich schwächer ist - also eine verminderteReproduktionsfähigkeit
im ganzenvorliegt.
Als drittes
rassenspezifisches
Merkmal aus dem Bereich derReproduktion
von! ! ,
neben der Latenzzeit(und Entwicklungsgeschwindigkeit
derOvarien)
und derEizahl,
kann nach dieserUntersuchung
die Zahl der Ovariolen angenommen werden.Es treten wieder die drei schon erwähnten
Gruppen
mit deutlich verschiedenen Wertenhervor,
ausserdem lassensich, abgesehen
von deneuropäischen,
die meisten Rassen auch einzeln voneinanderabgrenzen.
Auch darin kann man den Effekt vonendogenen
Hemmfaktoren während derLarvenentwicklung
sehen.J. C HAUD -N ETTO
und O. C. BuErro
(1979)
kommen in einer sehreingehenden Untersuchung
an Arbeiterinnen von A. m. « adansonii n und A. m. «ligustica
» ebenfalls zu demErgebnis,
dass diefestgestellten
Unterschiede zumindest zum Teil aufgenetischen
Faktoren beruhen. Nur sind die ermittelten Ovariolenzahlen von den hiermitgeteilten
stark verschieden : In allenGruppen
hatte« Ligustica
mehr Ovariolen als«Adansonii». Dazu ist zu
bemerken,
dass von dengenannten
Autoren derRassenbegriff
anders verwendetwird;
ihre A. m. « adansonü ist eine « Afrikanisierte » Biene ausSüdamerika,
also unkontrollierteHybriden
zwischenImporten
aus Südafrikaund
europäischen Bienen;
für A. m. «ligustica
» wird die Herkunft nichtangegeben,
vermutlich handelt es sich um einen der kommerziellen Stämme mit
gelbem
Farbmuster am Abdomen. Bei unseren
eigenen
Stämmenhingegen
handelt es sich umOriginalherkünfte
vongeographischen
Rassen imzoologischen
Sinne.Die
Vermutung liegt nahe,
es könnte eine Korrelation bestehen zwischen der Eizahl und der Zahl der Ovariolen. Das ist aber nur in sehr beschränktem Masse der Fall. Die sehr starkeErhöhung
der Eizahl bei einzelnen Rassen wird man daherweniger
auf eineErhöhung
derLegeleistung
der einzelnenBiene,
als auf dieErhöhung
der Zahl
eierlegender ! !
zurückführen. Es können auch bei identischer Ovariolenzahl sehr beträchtliche Unterschiede in der Zahl derabgelegten
Eierauftreten : Wie SAKAGAMIet al.