Bestäubung von Blüten durch Bienen – Für Erwachsene erklärt

Bienen Bestäubung
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Sie möchten Ihrem Nachwuchs so wenig peinlich wie möglich die Sache mit den Babys erklären? Dann hoffen Sie mal, dass Sohnemann in der Schule nicht zu gut aufgepasst hat und wissen möchte, was ein Dreier ist. Nichts anderes ist das mit den Bienchen und Blümchen strenggenommen – eigentlich sogar mit noch mehr Teilnehmern. In diesem Artikel erfahren sie von einem promovierten Biologen, wie das mit der Bestäubung funktioniert und wie Bienen und andere Tiere den Pflanzen Gruppensex ermöglichen. In einem weiteren Artikel haben wir die Bestäubung von Blüten durch Bienen einfach verständlich für Kinder erklärt.

Sexualität: Wozu der Aufwand?

Bestäubung

Einzeller und primitive Mehrzeller vermehren sich durch Zellteilung (Mitose), bei der das Erbgut gleichmäßig aufgeteilt wird. Die Tochterzellen sind daher genetisch identisch. Diese Methode ist einfach, schnell und effizient. Vor allem benötigt sie keinen Aufwand für die Herstellung spezieller Vermehrungsorgane und Geschlechtszellen oder bei der Partnersuche. Es muss es gute Gründe gehabt haben, warum alle höheren Organismen auf geschlechtliche Fortpflanzung setzen und Tiere wie Pflanzen sie unabhängig voneinander „erfunden“ haben.

Der Vorteil in der Evolution dürfte mit der wesentlich gründlicheren Durchmischung und Neukombination des Erbgutes zusammenhängen. Es dauert eine Weile, bis sich bei reiner Zellteilung eine nützliche Mutation in der gesamten Population durchgesetzt hat. Mit Männlein und Weiblein geht das wesentlich effektiver. Das genetische Material der beiden Geschlechter wird durch eine Reduktionsteilung (Meiose) halbiert, sodass in Samenzelle und Eizelle nur noch der halbe (haploide) Chromosomensatz vorliegt. Erst durch die Vereinigung der männlichen und weiblichen DNA-Anteile entsteht wieder eine diploide Zelle, aus der sich ein vollständiger Organismus entwickelt. Bei einer solchen Halbierung und Neukombination kommt, abgesehen von Mehrlingen, nie zweimal das gleiche Ergebnis heraus.

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Wie Pflanzen zueinander finden: Mit Pollenflug fing alles an

Geschlechtliche Vermehrung ist nicht auf Mensch und Tier beschränkt, sondern auch im Pflanzenreich weit verbreitet. Pflanzen haben allerdings bei der Partnersuche ein Handicap: Sie sind nicht mobil, sodass das Männchen dem Weibchen nicht hinterherrennen kann. Daher mussten sie einen Weg finden, die Befruchtung und damit die Bildung von Samen als Fortpflanzungseinheiten zu ermöglichen.

Die ersten Samenpflanzen (Spermatophyten) haben das vor 300 Millionen Jahren mithilfe des Windes gelöst, der die Samenzellen zu den weiblichen Blütenteilen bringt (Anemogamie). Wie der Pollenflug funktioniert, kann man im Sommer bei Nacktsamern (Gymnospermen) wie Ginkgo oder Nadelhölzern gut beobachten, wenn eine frische Brise den feinen Blütenstaub in dichten Wolken durch die Luft weht.

Pollen ist lecker – Tiere sind praktisch!

Es dürfte nicht allzu lange gedauert haben, bis die ersten Tiere den Pollen als schmackhafte Nahrungsquelle ausgemacht und sich daran schadlos gehalten haben. Nicht unbedingt zum Nachteil der Pflanze – ein tierischer Bestäuber, der sich von Blüte zu Blüte bewegt, ist bei der Übertragung des Pollens ein wesentlich zielsicherer Kandidat als der unberechenbare Wind und darüber hinaus nicht auf schönes Wetter angewiesen.

Beim Kontakt mit den Staubbeuteln bleiben genug Pollenkörner an dem Spediteur hängen, um eine Bestäubung sicherzustellen. Im Vergleich zur ungerichteten Windbestäubung, die eine Produktion riesiger Mengen Pollen erfordert, fällt die kleine Portion zur Belohnung des Mithelfers kaum ins Gewicht.

Die meisten Bedecktsamer (Angiospermen) haben sich das zunutze gemacht und ihre Blüten im Laufe der Evolution so angepasst, dass sie für ihre tierischen Besucher immer attraktiver wurden. Vögel wie Kolibris, sogar Fledermäuse, vor allem aber Insekten nahmen das Angebot gerne an und sorgten fortan für eine effektive Bestäubung der weiblichen Blüten. Hier spricht man analog zur Anemogamie von Zoogamie, also Tierbestäubung.

Männliche und weibliche Blüten, männliche und weibliche Pflanzen

Die geschlechtliche Vermehrung der Blütenpflanzen setzt männliche und weibliche Blütenteile voraus. Diese sitzen bei einigen Spezies artig getrennt in männlichen und weiblichen Blüten, bei anderen finden sie sich nebeneinander im gleichen Vermehrungsorgan. Vollständig männliche und vollständig weibliche Individuen sind selten; man bezeichnet sie als einhäusig (monözisch); die meisten Samenpflanzen sind zweihäusig (diözisch) und tragen gemischte Blüten.

Eine typische diözische Blüte der Bedecktsamer besteht aus einem zentralen weiblichen Gynoeceum mit einem männlichen Androecoeum drumherum. Ganz außen kommen Blütenblätter hinzu, die zusammen die Blütenhülle (Perianth) bilden.

Woher kommt der Pollen?

Pollen sind die Mikrosporen der Samenpflanzen, der männliche Part der Bestäubung. Gebildet werden sie in den Staubblättern (Stamina) der Blüten. Am Ende eines Staubfadens (Filament) sitzt der Staubbeutel (Anthere), der aus vier Pollensäcken besteht. In diesen findet die Reduktionsteilung (Meiose) statt, durch die im Inneren der Staubbeutel Pollenkörner entstehen. Bei der Reifung der Staubblätter reißt die Wand der Pollensäcke auf und entlässt die Pollenkörner nach außen, wo sie vom Wind davongetragen oder von Tieren aufgenommen werden.

Hier soll der Pollen hin!

Die weiblichen Makrosporen werden ebenfalls durch Meiose gebildet, und zwar in den Fruchtblättern (Karpellen), die in ihrer Gesamtheit das Gynoeceum bilden. In einem hohlen Bereich des Fruchtknotens liegen die Samenanlagen (Ovarien), die über eine Plazenta mit dem Rest des Fruchtblattes verbunden sind. Nach der Befruchtung bilden sie den Samen. Über dem Fruchtknoten erhebt sich der Griffel (Stylus), der sich in mehrere Narbenäste (Stigmata) aufteilt. Diese Narben sind klebrig, sodass leicht etwas haften bleibt – Pollenkörner zum Beispiel.

So lockt man die Tiere an!

Pflanzen, die auf Windbestäubung setzen, sind unauffällig: Der Wind interessiert sich nicht nicht für Make-up und was eine Blüte sonst noch zu bieten hat. Bei Tierbestäubung ist das anders: Kann man schon den männlichen Partner nicht anlocken, dann wenigstens den Bestäuber. Daher signalisiert die Blütenhülle mit bunten Farben, dass hier etwas zu holen ist. Man geht davon aus, dass sich die Blütenblätter aus Staubblättern entwickelt haben. Bei den Blüten eines einfachen Perianths sind alle Blütenblätter (Tepalen) gleich, wie man das bei Tulpen sieht. Ein doppeltes Perianth weist besonders auffällige Kronblätter (Petalen) auf, die von unscheinbaren Kelchblättern (Sepalen) umgeben sind, etwa bei den Rosengewächsen.

Bienen finden vor allem gelbe und blaue Blüten attraktiv, wohingegen ihre Facettenaugen Rot nicht erkennen. Dafür sehen sie im Gegensatz zu uns ultraviolettes (UV-) Licht, was sich viele Blütenblätter zunutze machen: Sie reflektieren den UV-Anteil des Sonnenlichts, den die Bienen ohnehin zu ihrer Orientierung verwenden. Die den Rest des Lichts absorbierenden Pigmente sind in den Vakuolen der Pflanzenzellen lokalisiert, ebenso wie Rot-, Blau- und Violetttöne, die durch wasserlösliche Anthocyane und Betalaine zustande kommen. Andere Rottöne sowie Gelb und Orange sind auf Carotinoide zurückzuführen, die als fettlösliche Farbstoffe in den Chloroplasten zu finden sind.

Schön aussehen alleine reicht nicht – man sollte schon etwas mehr bieten. Daher gehen die Blüten auf Nummer sicher und stellen Nektar zur Verfügung, eine wässrige Zuckerlösung, die bestäubende Tiere als Belohnung für ihren Besuch abzapfen dürfen. Der kalorienhaltige Trank enthält darüber hinaus spezielle Duftstoffe, die feine Nasen über kilometerweite Distanzen orten können. So ist garantiert, dass Bestäuber die Pflanze wahrnehmen, lange bevor sie für sie zu sehen ist. Auch hier sind die Bienen dem Menschen deutlich überlegen: Sie riechen mit ihren Fühlern, was ihnen eine räumliche Wahrnehmung und Ortung der Geruchsquelle erlaubt.

Die Form der Blüten kommt ihren Bestäubern entgegen. Lange, schmale Formen werden von Schmetterlingen oder Kolibris besucht, die mit ihrer Zunge bis an den Blütengrund mit dem Nektar gelangen. Große, stabile und pollenreiche Blüten sind für die dicken und hungrigen Fledermäuse geeignet, und Lippenblüten wie beim Wiesensalbei sind für den Anflug von Insekten wie Bienen oder Hummeln konzipiert.

Im Gegensatz zu den meisten anderen Tierarten schlürfen Bienen nicht nur eine Runde Nektar, sie wissen auch den Pollen zu schätzen.

Was die Biene in die Hose macht

Bei ihrer Suche nach Nektar bekommen die Besucher von Blüten eine Portion Pollen mit auf den Weg. Meist geschieht das gewollt oder ungewollt, indem die klebrigen Pollenkörner schlichtweg am Körper des Insekts haften bleiben. Bienen öffnen zudem mit ihren Mundwerkzeugen gezielt Staubbeutel, um sich den Pollen herauszuholen.

Was sich in ihrem dichten Haarkleid verfangen hat, bürstet die Biene beim Putzen zusammen. Dabei mischt sie den Pollen mit frisch gesammeltem Nektar aus ihrer Honigblase, was ihn noch klebriger macht. Diese Mischung schiebt sie in eine spezielle Vorrichtung am oberen Teil ihrer Hinterbeine, das Pollenkörbchen oder Pollenhöschen. Das geschieht im Flug, weswegen man dieses Pollensammeln bildhaft als Höseln bezeichnet.

Zurück im Bienenstock übernehmen andere Arbeiterinnen die Pollenklümpchen und verarbeiten sie weiter. Dazu werden sie mit Honig und Enzymen vermischt und in Waben eingelagert. Pollen ist die Nahrungsgrundlage für die Bienenbrut, wohingegen der Honig mit seinem hohen Zuckeranteil von den erwachsenen Tieren als Wintervorrat und schnell zur Verfügung stehende Energiequelle genutzt wird.

Möchten Imker diesen Pollen vorher abzwacken, bauen sie spezielle Pollenfallen am Eingang des Bienenstocks auf. Beim Passieren der Engstelle in der Flugnische verlieren die Bienen einen Teil ihrer Pollenernte, die in einen Sammelbehälter fällt und vom Imker herausgeholt wird. In der Regel muss das täglich geschehen, denn in der Nacht nimmt der Pollen Luftfeuchtigkeit aus dem Stock auf. Das begünstigt das Wachstum von Bakterien, sodass er verderben könnte.

Zurück zum Vorspiel: Die eigentliche Bestäubung

Biene Pollen

Beim Besuch der nächsten Blüte hat die Biene noch jede Menge Pollen im Gepäck, den sie sich nicht ins Höschen gesteckt hat. Gelangt er an die klebrigen Narbenäste der weiblichen Blütenteile, bleibt er dort haften. Ziel erreicht! Jetzt kann der für die Pflanze eigentlich interessante Teil beginnen: die Befruchtung.

Für Blütenpflanzen ist es ungemein vorteilhaft, dass ein Bienenvolk jede ergiebige Quelle so lange ausschöpft, bis sie verblüht ist. Damit ist sichergestellt, dass der Pollen auf die Griffel anderer Exemplare der gleichen Art gelangt und nicht unnötig auf fremden Blüten verschwendet wird. Zudem teilt die Biene ihren Kolleginnen im Bienenstock mit ihrem Schwänzeltanz mit, wo sie reiche Beute machen können. Umgehend macht sich das Volk über die Blüten her und stellt so die Vermehrung der großzügigen Spender sicher.

Dem Menschen kommt dieses Verhalten sehr gelegen – nur so lässt sich sortenreiner Honig gewinnen, und der Imker kann durch die Wahl des Standortes seiner Völker beeinflussen, welche Tracht in den Waben landet.

Wie funktioniert das mit der Befruchtung?

Bestäubung war nur das Vorspiel, die geschlechtliche Fortpflanzung macht eine Befruchtung notwendig. Das beginnt mit der Ausbildung eines Pollenschlauches, der aus dem Inneren eines Pollenkornes herauswächst, sobald es mit der Narbe in Kontakt kommt. Durch chemische Reize angelockt bewegt er sich in Narbenast und Griffel in Richtung der Samenanlagen.

Am Ende des Pollenschlauches wandern zwei Spermienzellen, denn es steht eine doppelte Befruchtung an: Zum einen muss die Eizelle mit männlicher DNA versorgt werden, zum anderen die Zentralzelle. Die Eizelle bildet nach der Verschmelzung die Zygote, aus der sich der Embryo entwickelt. Aus der Zentralzelle wird das Nährgewebe (Endosperm), das die junge Pflanze für ihre Ernährung benötigt, bis sie die ersten Wurzeln und das erste Chlorophyll gebildet hat. Erst dann kann sie sich selbständig von Licht und Luft ernähren.

Embryo und Nährgewebe bilden zusammen den Samen, der in der Frucht heranreift. In der Reife sind es wiederum häufig Tiere, die für die Verbreitung sorgen – angelockt vom leckeren Fruchtfleisch futtern sie die Samen mit, die nach der Darmpassage auskeimen.

Bienen sind für uns unverzichtbar!

Kaum zu glauben: Die unscheinbare kleine Biene ist das drittwichtigste Nutztier des Menschen, gleich hinter Rind und Schwein. 124 Kulturpflanzen liefern unsere Nahrung – in Europa werden 84 Prozent der Nahrungspflanzen durch Insekten bestäubt. Rund ein Drittel aller landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, darunter die meisten Obst- und Gemüsesorten, sind auf die Mitarbeit von Honigbienen und Wildbienen angewiesen.

Viele mag es überraschen, dass die Bestäubung umso effektiver funktioniert, je mehr Bienenarten daran beteiligt sind. Die offenbar so wichtigen Wildbienen leiden noch wesentlich mehr unter dem Insektensterben und speziell Bienensterben als die vom Menschen umsorgte Honigbiene. Zusammen sind Wild- und Honigbienen nicht nur essenziell für die Bestäubung unserer Nutzpflanzen, sie sichern mit ihrer Arbeit die Artenvielfalt von Wildpflanzen, die ebenso auf ihre unermüdliche Mithilfe angewiesen sind.

Wenn das mit der Bestäubung nicht klappt…

Pestizide

…muss der Mensch sich selbst darum kümmern. Was utopisch klingt, ist in weiten Teilen Chinas bereits traurige Realität. Nachdem der Große Vorsitzende Mao Zedong persönlich die Spatzen als Ernteschädlinge geächtet hatte, rottete man die fliegenden Insektenfressmaschinen vielerorts kurzerhand aus. Mit der Folge, dass sich Schadinsekten ungehindert vermehren konnten und sich über die Ernte hermachten.

Nicht klüger geworden begegnete man der sechsbeinigen Übermacht mit einem großzügigen Einsatz von Pestiziden. Diese wirkten so gründlich, dass es heute auf Wiesen und Feldern auffällig still ist und man dort weder Nützlinge noch Schädlinge antrifft. Die Folge: Nun müssen menschliche Bienen mit Pinselchen in den Obstbäumen herumklettern und den Pollen mühsam von Hand übertragen. Eine langwierige Angelegenheit und längst nicht so effektiv wie die Bienen: Um genauso viele Blüten zu bestäuben wie ein einziges Bienenvolk, braucht man rund 1.500 Helfer.

Mit allzu viel Insektiziden tut der Mensch seiner Umwelt keinen Gefallen. Dabei steht Europa noch verhältnismäßig gut da: Bei uns hat die Zahl der Bienen in den letzten Jahren um zehn Prozent abgenommen, in den USA um 30 Prozent. Das macht die Sache bereits so prekär, dass landwirtschaftliche Betriebe Bienenvölker mieten, damit ihre Obstplantagen überhaupt bestäubt werden und Früchte tragen. Schlimmer geht immer: Im Nahen Osten liegt der Schwund an Bienen aktuell sogar bei 85 Prozent.

Was kann man persönlich dafür tun, damit das mit der Bestäubung weiterhin funktioniert?

Bienenfreundlicher Garten

Schuld am Bienensterben sind mehrere Faktoren. Dazu zählt die industrielle Landwirtschaft mit ihren Pestiziden und Monokulturen, aber auch Umweltverschmutzung, Klimawandel und Schädlinge wie die Varroa-Milbe. Das mit asiatischen Bienen eingeschleppte, knapp millimetergroße Spinnentier setzt den geschwächten Völkern noch weiter zu und sorgt dafür, dass einige Bienenvölker den Winter nicht überleben.

Da Angebot und Nachfrage unsere Marktwirtschaft beherrschen, können Sie durch den gezielten Einkauf von nachhaltig gewonnenen Produkten die Bio-Landwirtschaft unterstützen. Bio ist zwar arm an Schadstoffen und sicherlich gut gemeint, aber nicht zwangsläufig ökologisch sinnvoll: Greifen Sie im Zweifelsfall lieber auf regionale Produkte vom Biobauern um die Ecke zurück als auf Kartoffeln aus Peru und Bohnen aus Kenia, die bereits eine Weltreise mit reichlich CO2-Ausstoß hinter sich haben.

Darüber hinaus können Sie persönlich mit gutem Beispiel vorangehen und Ihren Garten bienenfreundlich gestalten. Schottergärten vor dem Haus sind etwas für Faule und Beton-Puristen mit gestörtem Sinn für Ästhetik. Erfreuen Sie sich lieber am Gesumme zahlreicher kleinen Helferlein in den Blüten Ihres Vorgartens. Vielleicht möchten Sie Ihren Honig selber machen und einen Bienenstock aufstellen? Lokale Imkervereine sind Ihnen dabei gerne behilflich und lassen Sie in ihre Arbeit hereinschnuppern. Wer keinen Garten zur Verfügung hat, kann eine Bienenpatenschaft übernehmen und die Haltung eines Volkes sponsern.

Quellenverzeichnis
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(4) Lüttge, U.; Kluge, M.; Thiel, G. Botanik: die umfassende Biologie der Pflanzen ; [Botanik vom Bachelor bis zum Master – komplett, kompakt, kursorientiert!], 1. Auflage.; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, 2010.
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(6) Groß-Ernst, B.; Strelau, M.; Prosch, D. Lernwerkstatt “Die fleißigen Bienen,” 3. Aufl.; Buch-Verl. Kempen: Kempen, 2004.
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(16) Menschliche Bienen in China | Bee Careful http://www.bee-careful.com/de/initiative/menschliche-bienen-china
(17) Pflanzenforschung.de :: Bestäubung https://www.pflanzenforschung.de/index.php?cID=7754
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(19) Wichtige Wildbienen: Ohne Bestäubung keine Früchte https://www.bund.net/themen/tiere-pflanzen/wildbienen/wildbienenkunde/bestaeubung
(20) Dem Bienensterben auf der Spur – NABU https://www.nabu.de/tiere-und-pflanzen/insekten-und-spinnen/hautfluegler/bienen/13676.html
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Vielen Dank an Dr. Harald Stephan für die schöne Grafik zur Bestäubung welche extra für Bienen.info erstellt wurde!

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