Die biologische Uhr der Honigbienen ähnelt mehr der des Menschen und anderer Säugetiere als der der Insekten. Das fanden Wissenschaftler heraus, als sie die Schlüsselgene des internen Zeitgebers der Bienen analysierten.
Die biologische Uhr im Körper der Lebewesen dient als Zeitgeber für die typischen Rhythmen des Stoffwechsels und Verhaltens, beispielsweise den Tagesrhythmus, auch als zirkadianer Rhythmus bezeichnet. Er bestimmt, zu welcher Zeit wir müde werden oder wach sind, wann sich unsere Körpertemperatur ändert oder Hormone ausgeschüttet werden.
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Honigbienen verlassen sich auf ihre innere Uhr, um die richtige Tageszeit für den Besuch von Blüten zu bestimmen – immer dann, wenn Pollen und Nektar bei dieser Pflanzenart am reichlichsten im Angebot sind. Die Uhr ist jedoch auch für die Navigation der Bienen entscheidend, denn mit ihr können sie ihren „Sonnenkompass“ so eichen, dass er die Bewegung der Sonne im Tagesverlauf kompensiert. Auf diese Weise steuern die Pollensammlerinnen selbst zehn Kilometer von ihrem Stock entfernte Blüten genau an.
Die zentrale Innere Uhr liegt im Gehirn und besteht aus einer Gruppe von “Uhrenzellen”, von denen jede unabhängig von den anderen einen zirkadianen Rhythmus auslösen kann. Diese Rhythmen entstehen durch eine komplexe Interaktion von Uhrengenen, die sich zyklisch in den Zellen anreichern. Guy Bloch vom Alexander Silberman Institute of Life Sciences der Hebräische Universität Jerusalem hat nun diese Uhrengene genauer analysiert und dabei eine Überraschung erlebt.
„Die Entdeckung, dass die molekularen Eigenschaften der biologischen Uhr der Bienen denen der Säugetiere mehr ähnelt als denen der Fliegen war eine gewaltige Überraschung“, erklärt Bloch. „Denn zuvor dachten man, dass es eine Art von Uhren gibt die typisch ist für Insekten und eine andere für Säugetiere. Diese Ergebnisse verändern unser gesamtes Verständnis der Evolution solcher zirkadianer Uhren.“
Die Charakterisierung der Uhren Gene der Honigbiene eröffnet neue Ansätze für weitere Forschungen, die das Verständnis der molekularen Grundlagen komplexer Verhaltensweisen wie die Sonnenkompassnavigation, das Zeitgefühl, die Flexibilität der zirkadianen Rhythmen und die soziale Regulation der inneren Uhr verbessern könnten.
Gleichzeitig wecken die neuen Erkenntnisse aber auch weitere Fragen: Warum ist die Honigbienen-Uhr so Säugetier-ähnlich? Hängt diese Ähnlichkeit mit dem komplexen Verhalten der staatenbildenden Bienen zusammen? Und wie arbeitete die Uhr der vorzeitlichen Insekten: Wie die der Biene oder wie die der Fliegen? Die Erforschung der Uhrengene nicht nur bei den Biene, sondern auch bei Säugetieren hat auch für die Medizin Bedeutung, denn eine Reihe von Krankheiten und Symptomen werden ebenfalls mit Störungen der Inneren Uhr in Verbindung gebracht, darunter neurologische Störungen, Suchtverhalten, aber auch Altern.
(Hebrew University of Jerusalem, 26.10.2006 – NPO)
