Bienen im Anflug

Honigbienen sind vermutlich die am besten wissenschaftlich untersuchten Insekten. Das liegt einerseits an ihrem ungeheuren Nutzen für uns Menschen als Honiglieferanten und als Bestäuber unserer Nutzpflanzen. Andererseits sind sie nicht nur als Einzeltiere, sondern auch als „Superorganismus“ faszinierende Studienobjekte. Doch selbst bei einem so intensiv untersuchten Lebewesen kommt es immer wieder zu neuen Entdeckungen. Eine der jüngsten wissenschaftlichen Überraschungen liefert das Navigationsvermögen der Bienen und der dazu verwendete optische Steuerungsmechanismus. Forscher aus Schweden (Emily Baird), Deutschland (Norbert Boeddeker) und Australien (Michael R. Ibbotson, Mandyam V. Srinivasan) konnten nachweisen, dass Bienen ihre Anfluggeschwindigkeit anhand optischer Eindrücke steuern (Baird et al. 2013). Bewegt man sich z.B. fliegend wie die Biene auf ein Objekt mit einem bestimmten Umfang zu, vergrößert sich der scheinbare Durchmesser des Objektes innerhalb des zur Verfügung stehenden Gesichtsfeldes (Bildfeld) dem Strahlensatz entsprechend. Die Geschwindigkeit der Objektgrößen­änderung innerhalb des Gesichtsfeldes korreliert mit der Variation der Annäherungsgeschwindigkeit. Beim gebremsten Anflug beispielsweise verlangsamt sich die Vergrößerung, bis bei Stillstand vor dem Objekt auch die Vergrößerung innerhalb des Gesichtsfeldes zum Stillstand kommt. Über diesen optischen Effekt der prozentualen Größenänderung eines Objektes innerhalb des Gesichtsfeldes steuern Bienen ganz offensichtlich die Geschwindigkeit ihres Anfluges z. B. an eine Blüte.

Abb. 1: Über ein geniales Navigationsvermögen verfügen Bienen. (Foto: W. Borlinghaus)

Um herauszufinden, ob Bienen sich mit Hilfe dieses Effekts an Objekte annähern, benutzten die Forscher eine Spirale, mit der sie ein optisches Täuschungsmanöver durchführten. Dies bildete den Kern des erforderlichen Versuchsaufbaus, um das entscheidende Element der Bienennavigation überprüfen zu können. Eine sich Richtung Krümmungsmaximum drehende schwarze Spirale auf weißem Grund täuscht eine Annäherung an deren Zentrum vor, selbst wenn man den Abstand zur Spirale unverändert beibehält. Dreht sich die Spirale anders herum, ist der Effekt gegenläufig. Es entsteht dann der Eindruck, dass man sich vom Mittelpunkt der Spirale entfernt. In der Mitte sich drehender Spiralen wurde im Versuch attraktives Futter angeboten. Die anfliegenden Bienen konnten so nachweislich manipuliert bzw. eine größere oder geringere Anfluggeschwindigkeit vorgetäuscht werden. Entweder stoppten die Bienen daraufhin ihren Flug weit vor der vermeintlichen Futterquelle oder sie kollidierten kaum gebremst mit der Scheibe. Die Art der Abstandskontrolle bei der Navigation während des Landeanfluges war damit nachgewiesen.

Solche Beispiele animieren Forscher zur Nachahmung in der Technik. Flugzeuge und Helikopter nutzen bisher sehr aufwändige Systeme, um den Landeanflug zu steuern. Hierbei werden vor allem Geschwindigkeit und Zielentfernung permanent erfasst und in Beziehung zueinander gesetzt. Der Rechenaufwand ließe sich nach der genial einfachen Methode der Bienen (möglicherweise auch der anderer Insekten) minimieren, wenn man deren Vorgehensweise technisch präzise und sicher genug umsetzen könnte. Die Bienen-Methode hat nämlich den Vorteil, dass weder die exakte Geschwindigkeit noch die Entfernung bekannt sein muss, um einen korrekten Anflug inklusive Landung durchführen zu können. Das Beispiel zeigt, dass klug eingesetzte Vereinfachungen zur besseren Funktionalität eines hochkomplexen Organismus beitragen können. In diesem Fall wird eine extrem schnelle Datenverarbeitung im Bienengehirn ermöglicht. Eine solche „Vereinfachung“ kann sicher nicht als primitiv oder gar als Rückschritt gedeutet werden, wenn sie Bestandteil eines stimmigen Gesamtkonzepts ist.

W. Borlinghaus

[Baird E, Boeddeker N, Ibbotson MR & Srinivasan MV (2013) A universal strategy for visually guided landing. Proc. Natl. Acad. Sci. 110, 18686-18691.]