Lange gemeinsame Vorgeschichte

Eine Studie untermauert, was viele schon länger vermutet hatten: Bienen und Blütenpflanzen haben sich evolutionär in Abhängigkeit voneinander entwickelt. Die Forscher schätzen, dass sich die Bienen vor rund 120 Millionen Jahren entwickelten. Zur gleichen Zeit erlebten die Blütenpflanzen ein wahre Artenexplosion und wurden zur dominierenden Gruppe der Landpflanzen. Doch Bienen sind nicht die einzigen Bestäuber.

Die Bestäubung von Pflanzen ist die Voraussetzung für deren Befruchtung und somit für deren Vermehrung. 78 bis 94 Prozent aller Blütenpflanzen sind auf eine Fremdbestäubung durch Tiere angewiesen. Daher sind Bestäuber für den Fortbestand der Bedecktsamer auch so wichtig. Zu den wichtigen Bestäubern zählen die Bienen. Unter der Bezeichnung Bienen sind allerdings nicht nur die allseits beliebten Honigbienen zu verstehen, sondern eine vielfältige Gruppe von Wildbienen, darunter auch Hummeln.

Enge evolutionäre Verbindung vermutet

Ein Großteil der Blütenpflanzen ist auf Bestäuber angewiesen und diese werden von den Pflanzen mit Nahrung versorgt. Durch diese Abhängigkeit vermutete man eine evolutionäre Verknüpfung, eine Koevolution, die beiden einen evolutionärer Vorteil verschafft hat. Denn: Vor Jahrmillionen nahm die Vielfalt der Blütenpflanzen rasant zu und machte sie zur dominierenden Pflanzengruppe unter den Landpflanzen. Mittlerweile zählen zu den Blütenpflanzen mehr als 350.000 Arten, darunter z.B. Magnolien, Tulpen, Seerosen oder Sonnenblumen, Obstgehölze und viele weitere Kulturpflanzen.

Eine kürzlich erschienene Studie widmete sich der Frage, ob die Gruppe der Bienen mit den Blütenpflanzen koevolvierte. Dafür musste zunächst die evolutionäre Herkunft der Bienen geklärt werden.

Annäherung an die Ursprünge der Bienen

Die Wissenschaftler sahen sich mit dem Problem konfrontiert, dass zwar auf Seiten der Pflanzen viele fossile Daten zur evolutionären Entwicklung vorlagen, jedoch kaum Fossilien von Bienen Auskunft über deren Ursprünge liefern.

Daher wählten die Forscher eine andere Herangehensweise: Sie sammelten molekulargenetische Daten von 152 unterschiedlichen Bienenarten. Danach analysierten die Forscher die Mutationsrate von sieben ausgewählten Genen; Dazu nutzten sie die Sequenz-Daten von zwei ribosomalen Genen und fünf Genen aus dem Zellkern, die den Bauplan für Proteine enthalten.

Die phylogenetische Analyse umschloss Vertreter aller Bienen-Familien und Unterfamilien sowie fast aller Stämme. Die Forscher kombinierten anschließend ihr Wissen aus den erhobenen DNA Sequenzdaten mit den bekannten Fossilfunden.

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Die ersten Bienen

Das älteste bisher entdeckte Bienen-Fossil, ein Exemplar der Art Melittosphex burmensis, wurde in burmesischem Bernstein gefunden und wird auf ein Alter von 100-110 Millionen Jahren geschätzt. Da jedoch vermutet wird, dass es sich hier nicht um eine Biene, sondern eine Wespe handeln könnte, war dieses Fossil für die Forscher nicht brauchbar. Das älteste Fossil, welches sie in ihre Untersuchung mit einbezogen, war ein Exemplar der Art Cretotrigona prisca aus der späten Kreidezeit. Das exakte Alter ist umstritten, aber man nimmt an, das Fossil könne 65 Millionen Jahre alt sein. Damit hat diese noch den einen oder anderen Saurier sehen können.  

Aus diesen Daten leiteten die Wissenschaftler ab, dass die Bienen schätzungsweise vor rund 120 Millionen Jahren entstanden, also in der mittleren bis späten Kreidezeit, in der Blütenpflanzen die ihre Vormacht unter den Landpflanzen erlangten. Konkret fällt es mit der rasanten Zunahme von Zweikeimblättrigen zusammen, einer Gruppe von Blütenpflanzen, die zwei Keimblätter ausbilden. In einem evolutionär gesehen sehr kurzen Zeitraum entwickelten sich in der Kreidezeit sehr viele Arten. 

Die Bienen haben daher, so vermuten die Forscher, eine entscheidende Rolle bei der Diversifikation der Blütenpflanzen gespielt. Jedoch gibt es heute auch zahlreiche andere Bestäuberinsekten, die in dieser Studie keine Berücksichtigung finden. Auf deren Stammesgeschichte gingen die Forscher in der Studie nicht ein. So könnte es sein, dass einige dieser Insekten eine ähnliche lange, wenn sogar deutlich längere Stammesgeschichte aufweisen.

Wer bestäubt Pflanzen noch?

Neben Insekten, wie Bienen oder Schmetterlingen, erfolgt die Bestäubung bei Bedecktsamern auch durch größere Tiere, darunter Fledermäuse oder Vögel. Es gibt Pflanzen, die sich beispielsweise an die Rüssel von Fliegen oder von Vögeln angepasst haben. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass auch zwischen anderen Bestäubern und Pflanzen wechselseitige Anpassungen zu einer engen evolutionären Verbindung geführt haben.