Bestäuberduell auf der Ackerbohne

Fast drei Viertel aller landwirtschaftlichen Erträge hängen von der Bestäubung durch Insekten ab. Auch selbstbefruchtende Pflanzen profitieren von Insekten, weil deren Besuch den Ertrag steigert. Mit welcher unterschiedlichen Effizienz die Bestäuber dabei arbeiten, war jedoch lange ungeklärt. Göttinger Forscher haben darauf jetzt eine Antwort gefunden.

„Wenn die Biene einmal von der Erde verschwindet, hat der Mensch nur noch vier Jahre zu leben.“ So lautet ein Zitat, das gerne Albert Einstein zugeschrieben wird. Gesagt hat der berühmte Physiker das wohl nie. Ob die Prophezeiung richtig ist, darüber kann man auch streiten. Doch die Aussage unterstreicht die große Bedeutung der Bienen-Bestäubung für die Landwirtschaft.

Bei Bienen denkt man meist zuerst an die Honigbiene. Aber zu den Bienen zählen auch zahlreiche Wildbienen wie Erdhummel oder Gartenhummel. Nun hat sich gezeigt, dass der Bestäubungs-Job – zumindest bei bestimmten Pflanzen – von Gartenhummeln viel besser erledigt wird als von der Honigbiene.

Fremdbefruchtung bei Ackerbohne wichtig

Die Fremdbefruchtung durch Insekten steigert in den Samen den Grad der Mischerbigkeit. Das wiederum steigert die Leistung der Nachkommen. Bei der Ackerbohne ist dieser Zusammenhang besonders wichtig, da eine gezüchtete männliche Sterilität nach wenigen Generationen verloren geht. Die Herstellung von Hybridvarietäten, die den Heterosiseffekt ausnutzen, ist somit nicht praktikabel. Genetisch heterogenes und ertragsstarkes Ackerbohnensaatgut erfordert zwangsläufig die Fremdbefruchtung mit mehreren elterlichen Linien durch Bienen. Gegenüber der Selbstbefruchtung hat das zudem den Vorteil, dass die Früchte synchroner reifen, was die Ernte begünstigt.

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Die drei Nektar-Sammelmethoden der Bienen

Allerdings gibt es drei Methoden, wie Bienen aus den Blüten der Ackerbohne den Nektar sammeln können. Neben dem regulären Besuch der Blüte über deren Spitze können sie auch in den Boden der Blütenkrone ein Loch beißen oder aus außerfloralen Nektarien der Nebenblätter den Nektar sammeln. In den beiden letztgenannten Fällen findet keine Bestäubung statt.

Ein Team der Universität Göttingen hat auf zwei Feldern mit einer Gesamtfläche von 3.200 Quadratmetern untersucht, welche Bienenarten auf welche Weise und mit welchem Ergebnis die Ackerbohnenblüten besuchen. Während der Blühperiode beobachteten die Forscher 2.016 Bienen, verteilt auf sechs Arten, die sich an den Blüten zu schaffen machten. Mehr als die Hälfte aller Tiere zählte zu den Honigbienen, mehr als ein Drittel zu den Erdhummeln, nur 4,3 Prozent der Tiere waren Gartenhummeln.

Nektar stehlen ohne Bestäubung

Deutlich zeigten sich dabei artspezifische Unterschiede in der Nahrungssuche. Die Honigbiene biss in 40 Prozent der Fälle ein Loch in die Blütenkrone, nur in jedem fünften Fall fand ein „regulärer Besuch“ mit Bestäubung statt. Ähnlich verhielt sich die Erdhummel: Sie wendete in zwei Dritteln der Fälle die Bisstaktik an, besuchte aber immerhin in knapp einem Drittel der Fälle die Blüten auch auf normale Weise. Ganz anders die Gartenhummel: Mehr als 97 Prozent ihrer Blütenbesuche erfolgten über die Spitze der Blüte und führten damit tatsächlich zu einer Bestäubung. Gemein haben alle drei Arten, dass sie sich zu dieser Zeit praktisch ganz auf eine Pflanzenart – also die Ackerbohne – konzentrierten, wie Analysen der Pollen an den Tieren ergaben.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Nahrungsverhalten artspezifisch ist“, resümieren die Forscher. Erklären lasse sich dieses Verhalten mit den langen Blütenkronen der Ackerbohne: Nur die Gartenhummel zählt zu den langrüsseligen Bienen, wohingegen Honigbiene und Erdhummel kurze Rüssel besitzen. Arten mit langen Rüsseln können den Nektar durch reguläre Besuche erreichen.

Doch Gartenhummeln nutzen nicht nur die für Züchtung und Landwirtschaft günstigeren Sammelstrategien. Von ihnen besuchte Blüten entwickeln auch mehr Samen und weisen einen höheren Grad an Fremdbefruchtung auf. „Wir konnten zeigen, dass die dominanten Bestäuberinsekten nicht immer die effizientesten Bestäuber sind“, so das Fazit der Forschungsgruppe. „Die Gartenhummel hat sich als der bestgeeignete Bestäuber für die Ackerbohne erwiesen.“ Grundsätzlich seien demnach die morphologischen Eigenschaften von Pflanze und Insekt maßgeblich.

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Gartenhummeln besser unterstützen

Ob die Gartenhummel tatsächlich auch der effektivste Bestäuber ist, müssen weitere Studien klären. „Honigbienen können zwar aufgrund ihrer hohen Zahl viele Blüten bestäuben – allerdings ist ein einzelner Blütenbesuch vergleichsweise ineffizient“, so Züchtungsforscherin Lisa Brünjes. Außerdem fliegt die Erdhummel in der gleichen Zeit zweieinhalb Mal so viele Blüten an wie die Honigbiene.

In jedem Fall rät das Team um Catrin Westphal dazu, langrüsselige Bestäuber wie die Gartenhummel besser zu unterstützen, beispielsweise durch Wildblumenstreifen, die den Tieren auch außerhalb der Blühzeit der Ackerbohne Nahrung bieten. „Während Honigbienen und Erdhummeln kommerziell vermehrt und weltweit für die Bestäubung eingesetzt werden, entstammen die Gartenhummeln ausschließlich aus natürlichen Populationen“, betont Westphal.

Anhand unterschiedlicher Aussaatzeitpunkte konnten die Pflanzenforscher noch zwei weitere Feststellungen treffen: Besonders viele reguläre Blütenbesuche gab es dann, wenn sich die Blütenstände erst später in der Saison entwickelten. Und die Honigbiene erzielte ihre beste Bestäubungsleistung, wenn möglichst viele Ackerbohnen gleichzeitig die volle Blüte erreichten.