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Bienenköniginnen entstehen nicht durch das Protein Royalactin

Bienenköniginnen entstehen nicht durch das Protein Royalactin

Bienenköniginnen werden nicht durch besondere Proteine im Larvenstadium gebildet. Dies gilt auch für das Protein Royalactin, das 2011 in einer Aufsehen erregenden Studie fälschlicherweise als «Königinnen-Faktor» identifiziert wurde. Zu diesem Schluss kommt eine neue Studie von Forschern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU), die in der international renommierten Fachzeitschrift «Nature» publiziert wurde.

Honigbienen füttern alle Bienenlarven in den ersten drei Tagen mit dem Sekret ihrer Futtersaftdrüsen, dem Gelée royale. Dieses sehr nährstoffreiche Gemisch besteht unter anderem aus Zucker, Proteinen und Aminosäuren. Die meisten Larven erhalten nach wenigen Tagen nur noch Honig, Pollen und Wasser – und werden dadurch zu Arbeiterinnen.

Nur die Larven, die zur Bienenkönigin bestimmt sind, werden ausschliesslich mit dem Gelée royale gefüttert. Lange haben Wissenschafter nach einem bestimmten Stoff im Gelée royale gesucht, der die Larven zu Königinnen heranwachsen lässt.

Bereits Ende der 1970er-Jahre hatte der deutsche Biochemiker Heinz Rembold aber nachgewiesen, dass nicht ein einzelner Stoff dafür verantwortlich ist, sondern dass es auf die Nährstoffmischung ankommt: Durch die besondere Ernährung fressen die Larven mehr, ihr Stoffwechsel wird stärker stimuliert. Andere Gene werden aktiviert, was zu einer völlig anderen Entwicklungen im Körper der Biene führt.

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 für viele Jahrzehnte wissenschaftlicher Konsens.

Die Aufsehen erregende Royalactin-Studie des Japaners Kamakura ist falsch

2011 sorgte der japanische Wissenschaftler Masaki Kamakura vom Biotechnology Research Center in Toyama mit einer Studie in der international renommierten Fachzeitschrift «Nature» für Aufsehen: Kamakura hatte das Protein MRJP1 als «Königinnen-Faktor» identifiziert, der angeblich ausgewählte Larven zu Bienenköniginnen machen sollte.

Konkret hatte Kamakura das Gelée royale bei konstanten 40 Grad gelagert und geprüft, wie lange der «Königinnen-Faktor» erhalten blieb. Nach dreissig Tagen bei 40 Grad hatten sich die «königlichen» Eigenschaften des Gelée royale abgebaut. Weil alle anderen Komponenten des Gelée royale sich schon vorher abgebaut hatten, identifizierte Kamakura das Protein MRJP1 als «Königinnen-Faktor» und taufte es kurzerhand Royalactin. Die Studie von Kamakura überzeugte die Reviewer und Editoren der Fachzeitschrift «Nature» und erschien dort im Mai 2011 unter dem Titel «Royalactin induces queen differentiation in honeybees».

«Die Studie von Kamakura hat die Bienenforscher weltweit überrascht», erklärt Robin Moritz diplomatisch. Der Professor für Molekulare Ökologie an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) zweifelte so stark am Protein MRJP1 als «Königinnen-Faktor», dass er mit seiner Mitarbeiterin Anja Buttstedt und zwei Pharmazeuten das Experiment von Kamakura wiederholten, um es zu überprüfen.

Auch ohne Royalactin wuchsen aus den Larven Königinnen heran

Die Forschergruppe an der MLU in Halle im ostdeutschen Bundesland Sachsen-Anhalt erstellten wie Kamakura ein bereinigtes Gelée royale ohne Royalactin und fütterten 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», erklärt Anja Buttstedt. Auch ohne Royalactin wuchsen aus den Larven Bienenköniginnen heran. Wurde das Larvenfutter zusätzlich mit Royalactin angereichert, erhöhte das die Zahl der Bienenköniginnen nicht.

Im Gegensatz zu Kamakura haben die deutschen Forscher bei ihren Experimenten dagegen viele sogenannte Interkasten erhalten, also Bienen mit Eigenschaften von Arbeiterinnen und Königinnen. Diese seien, so Anja Buttstedt, in der Natur zwar sehr selten, in Laborversuchen jedoch typisch und methodisch unvermeidbar.

Die Ergebnisse der deutschen 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: Royalactin ist nur eine von vielen Eiweissquellen in der Nahrung für Bienenlarven – und nicht der «Königinnen-Faktor».

Für die Reviewer und Editor der international renommierten Fachzeitschrift «Nature» eine peinliche Situation: Unter dem Titel «Royalactin is not a royal making of a queen» mussten sie den Artikel von Anja Buttstedt von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) veröffentlichen, welcher den nur fünf Jahre zuvor in «Nature» publizierten Artikel von Kamakura widerlegt.

Quellen

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© Foto: Waugsberg / Wikipedia. Geöffnete Weiselzellen mit Rundmaden, die im Gelée royale schwimmen. Die Larven sind 6 bis 7 Tage alt.

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