Bienen-Nahrung – es darf auch Fleisch und Aas sein
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Bienen-Nahrung – es darf auch Fleisch und Aas sein
Die uns vertrauten Bienen ernähren sich von Pollen und Nektar. Dagegen verzehren Wespen auch Fleisch, wie man z. B. beim Picknick im Spätsommer beobachten kann, wenn sie aus einem Stückchen Wurst etwas herausbeißen und damit wegfliegen.
Während die bei uns heimischen Bienen als wehrhafte Insekten sich mit einem Giftstachel gegen Störenfriede verteidigen können, kennen wir aus tropischen Gebieten auch stachellose Bienen (Meliponinae). Diese gab es im Verlauf der Erdgeschichte auch in unseren Breiten, wie durch Bernsteininklusen aus dem Baltikum dokumentiert ist. Die Einschlüsse im baltischen Bernstein (Eozän) liefern uns für diese Zeit Hinweise auf ein subtropisches Klima im Liefergebiet dieses fossilen Harzes.
Bienen gehören zur Insektenordnung der Hautflügler (Hymenoptera). Nach etablierten evolutionären Vorstellungen stehen an deren Ursprung fleischfressende Insekten, die der Familie der Grabwespen (Crabronidae) zugeordnet werden (Peters et al. 2017). Die Pollen und Nektar verzehrenden Bienen sollen sich in der Kreidezeit im Zusammenhang mit der Verbreitung der Angiospermen (Bedecktsamer) entwickelt haben. Es ist bekannt, dass Vertreter der stachellosen Bienen sich von Fleisch bzw. Aas ernähren. Dies wird als eine Rückkehr zu vermuteten „ursprünglichen“ Ernährungsformen interpretiert.
Figure 1. Abb. 1 Geierbienen (Trigona) an einem Köder. Mit freundlicher Genehmigung Quinn S. McFrederick.
Figueroa et al. (2021) wollten in einer Untersuchung den Zusammenhang zwischen der Nahrung und der Zusammensetzung der Mikroorganismen im Darm (Mikrobiom) von stachellosen Bienen erkunden. Dazu verteilten sie im Urwald von Costa Rica in der Umgebung von zwei Forschungsstationen entsprechende Köder (z. B. auch Hühnerfleisch oder Aas) und konnten damit 159 stachellose Bienen (Meliponinae) aus 9 Gattungen und 17 Arten sammeln. Darunter waren solche, die sich von Pollen ernährten, aber auch Exemplare, die zusätzlich (fakultativ) oder überwiegend (obligat) Fleisch bzw. Aas als Nahrung nutzen. Aufgrund der geringen Größe der Bienen verwendeten die Forscher jeweils das gesamte Abdomen (Hinterleib) der Insekten, um bestimmte mikrobielle RNA (16S rRNA) zu gewinnen.
Die Forscher identifizierten mehr als 1.900 Sequenzvarianten von 16S rRNA, die sie den entsprechenden Mikroorganismen zuordnen konnten. In obligat aasfressenden Bienen (Trigonanecrophaga) konnten die Autoren sowohl einige typische Darmbakterien nachweisen als auch neue Milchsäurebakterien und Essigsäurebakterien. Ihre Ernährungsweise geht also einher mit einer veränderten Zusammensetzung ihres Darm-Mikrobioms. Die Darmbakterien von bekannten Aasfressern wie z. B. Geiern werden von Clostridien und Fusobakteriendominiert. Diese Bakterien finden sich auf dem Aas selbst und sie gedeihen auch im Darm der Geier. Im Darm der Geierbienen finden sich ebenfalls Bakterien, die an den mikrobiellen Verwesungsprozessen von Aas beteiligt sind. Im Mikrobiom der Geierbienen sind säureliebende Bakterien stark vertreten, die man aus der Umwelt der Geierbienen oder auch von anderen Körbchensammler-Bienen kennt. Einige der für Melipona typischen Mikroorganismen finden sich auch im Verdauungstrakt von Geierbienen. (Die Melipona sind eine Untergruppe der hier untersuchten stachellosen Bienen.) Dies spricht dafür, dass diese sich entweder an die veränderte Ernährung angepasst haben oder dass sie grundsätzliche Funktionen erfüllen, die unabhängig von der Nahrung sind.
Überraschend ist der Nachweis bestimmter Bakterien (Apilactobacillusmicheneri), die nicht auf den Ködern gefunden wurden, jedoch auf Blüten und Früchten der Pflanzen, die auch Geierbienen besuchen, um ihren Kohlenhydratbedarf zu stillen – sozusagen ihr Dessert. Ein saures Milieu im Verdauungstrakt von Aasfressern scheint diese auch vor gefährlichen Keimen (Pathogenen) auf ihrer Nahrung zu schützen; dies ist zumindest bei anderen Aasfressern wie Geiern nachgewiesen und trifft auch mutmaßlich auf die Geierbienen zu.
In stachellosen Bienen, die sich fakultativ von Aas ernähren, fanden Figueroa et al. (2021) die größte Vielfalt in der Zusammensetzung des Mikrobioms, zu der vor allem die Bakterien aus der Umwelt der Insekten beitragen.
Die Nahrung scheint also das Mikrobiom der Melipona stark zu prägen. Die Autoren betonen, dass der Zusammenhang von aufgenommener Nahrung und Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms noch nichts darüber aussagt, was nun am Anfang stand: zuerst die veränderte Nahrung und als Folge davon die Änderung in der Zusammensetzung der Darmflora oder umgekehrt; es könnten auch beide Phänomene durch ein noch unbekanntes Ereignis in der Geschichte dieser einzigartigen Bienen ausgelöst worden sein.
Die Studie von Figueroa et al. (2021) demonstriert einmal mehr, dass mit den derzeit verfügbaren Technologien zur Sequenzierung von Nukleinsäuren (DNA und RNA) interessante Fragestellungen bearbeitet werden können. Für den hier im Fokus stehenden Zusammenhang zwischen Nahrung und Zusammensetzung der Darmflora bei stachellosen Bienen sind damit erste Befunde vorgelegt, die richtungsweisend für weitere Studien sein können.
Aus der Perspektive einer schöpfungsbasierten Interpretation von Naturphänomenen gilt es zunächst einmal festzuhalten, dass die für ursprünglich angesehene carnivore Ernährungsweise der Hautflügler eine Hypothese darstellt (die derzeit durch ausgewählte Fossilien plausibel gemacht werden kann). Die hier vorgestellten Befunde sind aber durchaus verträglich mit einer Vorstellung, dass ursprünglich – nicht nur für Hymenoptera – eine vegetarische Ernährungsweise vorherrschte, die im Laufe der Zeit durch Verhaltensänderung in den Verzehr von Fleisch oder Aas verändert werden kann. Zumindest die entsprechende Anpassung der Darmflora scheint möglich zu sein.
Literatur
Figueroa RL, Maccaro JJ, Krichilsky E, Yanega D & McFrederick QS (2021) Why did the bee eat chicken? Symbiont gain, loss, and retention in the vulture bee microbiome. mBio 12, e02317-21.
Peters RS et al. (2017) Evolutionary history of the Hymenoptera. Curr. Biol. 27, 1013-1018.
Bienen-Nahrung – es darf auch Fleisch und Aas sein
Die uns vertrauten Bienen ernähren sich von Pollen und Nektar. Dagegen verzehren Wespen auch Fleisch, wie man z. B. beim Picknick im Spätsommer beobachten kann, wenn sie aus einem Stückchen Wurst etwas herausbeißen und damit wegfliegen.
Während die bei uns heimischen Bienen als wehrhafte Insekten sich mit einem Giftstachel gegen Störenfriede verteidigen können, kennen wir aus tropischen Gebieten auch stachellose Bienen (Meliponinae). Diese gab es im Verlauf der Erdgeschichte auch in unseren Breiten, wie durch Bernsteininklusen aus dem Baltikum dokumentiert ist. Die Einschlüsse im baltischen Bernstein (Eozän) liefern uns für diese Zeit Hinweise auf ein subtropisches Klima im Liefergebiet dieses fossilen Harzes.
Bienen gehören zur Insektenordnung der Hautflügler (Hymenoptera). Nach etablierten evolutionären Vorstellungen stehen an deren Ursprung fleischfressende Insekten, die der Familie der Grabwespen (Crabronidae) zugeordnet werden (Peters et al. 2017). Die Pollen und Nektar verzehrenden Bienen sollen sich in der Kreidezeit im Zusammenhang mit der Verbreitung der Angiospermen (Bedecktsamer) entwickelt haben. Es ist bekannt, dass Vertreter der stachellosen Bienen sich von Fleisch bzw. Aas ernähren. Dies wird als eine Rückkehr zu vermuteten „ursprünglichen“ Ernährungsformen interpretiert.
Figure 1. Abb. 1 Geierbienen (Trigona) an einem Köder. Mit freundlicher Genehmigung Quinn S. McFrederick.
Figueroa et al. (2021) wollten in einer Untersuchung den Zusammenhang zwischen der Nahrung und der Zusammensetzung der Mikroorganismen im Darm (Mikrobiom) von stachellosen Bienen erkunden. Dazu verteilten sie im Urwald von Costa Rica in der Umgebung von zwei Forschungsstationen entsprechende Köder (z. B. auch Hühnerfleisch oder Aas) und konnten damit 159 stachellose Bienen (Meliponinae) aus 9 Gattungen und 17 Arten sammeln. Darunter waren solche, die sich von Pollen ernährten, aber auch Exemplare, die zusätzlich (fakultativ) oder überwiegend (obligat) Fleisch bzw. Aas als Nahrung nutzen. Aufgrund der geringen Größe der Bienen verwendeten die Forscher jeweils das gesamte Abdomen (Hinterleib) der Insekten, um bestimmte mikrobielle RNA (16S rRNA) zu gewinnen.
Die Forscher identifizierten mehr als 1.900 Sequenzvarianten von 16S rRNA, die sie den entsprechenden Mikroorganismen zuordnen konnten. In obligat aasfressenden Bienen (Trigonanecrophaga) konnten die Autoren sowohl einige typische Darmbakterien nachweisen als auch neue Milchsäurebakterien und Essigsäurebakterien. Ihre Ernährungsweise geht also einher mit einer veränderten Zusammensetzung ihres Darm-Mikrobioms. Die Darmbakterien von bekannten Aasfressern wie z. B. Geiern werden von Clostridien und Fusobakteriendominiert. Diese Bakterien finden sich auf dem Aas selbst und sie gedeihen auch im Darm der Geier. Im Darm der Geierbienen finden sich ebenfalls Bakterien, die an den mikrobiellen Verwesungsprozessen von Aas beteiligt sind. Im Mikrobiom der Geierbienen sind säureliebende Bakterien stark vertreten, die man aus der Umwelt der Geierbienen oder auch von anderen Körbchensammler-Bienen kennt. Einige der für Melipona typischen Mikroorganismen finden sich auch im Verdauungstrakt von Geierbienen. (Die Melipona sind eine Untergruppe der hier untersuchten stachellosen Bienen.) Dies spricht dafür, dass diese sich entweder an die veränderte Ernährung angepasst haben oder dass sie grundsätzliche Funktionen erfüllen, die unabhängig von der Nahrung sind.
Überraschend ist der Nachweis bestimmter Bakterien (Apilactobacillusmicheneri), die nicht auf den Ködern gefunden wurden, jedoch auf Blüten und Früchten der Pflanzen, die auch Geierbienen besuchen, um ihren Kohlenhydratbedarf zu stillen – sozusagen ihr Dessert. Ein saures Milieu im Verdauungstrakt von Aasfressern scheint diese auch vor gefährlichen Keimen (Pathogenen) auf ihrer Nahrung zu schützen; dies ist zumindest bei anderen Aasfressern wie Geiern nachgewiesen und trifft auch mutmaßlich auf die Geierbienen zu.
In stachellosen Bienen, die sich fakultativ von Aas ernähren, fanden Figueroa et al. (2021) die größte Vielfalt in der Zusammensetzung des Mikrobioms, zu der vor allem die Bakterien aus der Umwelt der Insekten beitragen.
Die Nahrung scheint also das Mikrobiom der Melipona stark zu prägen. Die Autoren betonen, dass der Zusammenhang von aufgenommener Nahrung und Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms noch nichts darüber aussagt, was nun am Anfang stand: zuerst die veränderte Nahrung und als Folge davon die Änderung in der Zusammensetzung der Darmflora oder umgekehrt; es könnten auch beide Phänomene durch ein noch unbekanntes Ereignis in der Geschichte dieser einzigartigen Bienen ausgelöst worden sein.
Die Studie von Figueroa et al. (2021) demonstriert einmal mehr, dass mit den derzeit verfügbaren Technologien zur Sequenzierung von Nukleinsäuren (DNA und RNA) interessante Fragestellungen bearbeitet werden können. Für den hier im Fokus stehenden Zusammenhang zwischen Nahrung und Zusammensetzung der Darmflora bei stachellosen Bienen sind damit erste Befunde vorgelegt, die richtungsweisend für weitere Studien sein können.
Aus der Perspektive einer schöpfungsbasierten Interpretation von Naturphänomenen gilt es zunächst einmal festzuhalten, dass die für ursprünglich angesehene carnivore Ernährungsweise der Hautflügler eine Hypothese darstellt (die derzeit durch ausgewählte Fossilien plausibel gemacht werden kann). Die hier vorgestellten Befunde sind aber durchaus verträglich mit einer Vorstellung, dass ursprünglich – nicht nur für Hymenoptera – eine vegetarische Ernährungsweise vorherrschte, die im Laufe der Zeit durch Verhaltensänderung in den Verzehr von Fleisch oder Aas verändert werden kann. Zumindest die entsprechende Anpassung der Darmflora scheint möglich zu sein.
Literatur
Figueroa RL, Maccaro JJ, Krichilsky E, Yanega D & McFrederick QS (2021) Why did the bee eat chicken? Symbiont gain, loss, and retention in the vulture bee microbiome. mBio 12, e02317-21.
Peters RS et al. (2017) Evolutionary history of the Hymenoptera. Curr. Biol. 27, 1013-1018.