Loidolt, Florian

Die Westliche Honigbiene (Apis mellifera) gehört zu den eusozialen Insekten. Die Art ist weltweit verbreitet und stellt einen der wichtigsten Bestäuber für Pflanzen dar. Insbesondere die ausgeklügelte Organisation eines Volkes, welches aus mehreren Zehntausend Individuen bestehen kann, ruft Faszination hervor. Je nach Alter der einzelnen Tiere werden unterschiedliche Tätigkeiten ausgeführt (altersabhängiger Polyethismus). Junge Bienen übernehmen zunächst Arbeiten im Innern des Stockes wie Brutpflege und Wabenausbau, während mit steigendem Alter Arbeiten in der Peripherie verrichtet werden, bis ältere Bienen schließlich den Stock verlassen, um Ressourcen (Nektar, Pollen u.a.) zu sammeln. Dabei weisen Honigbienen verschiedene Eigenschaften und Strategien auf, die zu ihrem Erfolg beitragen. Dazu zählt die Tanzsprache, welche als Form der Kommunikation z.B. durch schnelle Gruppenrekrutierung eine effiziente Ausbeutung ergiebiger Futterquellen ermöglicht. Mithilfe des Giftstachels der Arbeiterinnen kann sich ein Bienenvolk gezielt gegen größere Feinde verteidigen. Besonders ist auch die Thermoregulation zur Aufrechterhaltung optimaler Temperaturen für die Entwicklung im Inneren des Stockes. Bei hohen Temperaturen wird durch Wasser und Flügelfächeln gekühlt, während bei zu niedrigen Temperaturen durch Muskelzittern Wärme erzeugt wird, was die Verbreitung von Honigbienen in den gemäßigten Breiten mit längeren Kälteperioden und bis in Höhenlagen ermöglicht.

Die Temperaturanpassung von Honigbienen liegt auch im Fokus meiner Arbeit. Dabei untersuche ich im Speziellen, welche möglichen Gene einen Einfluss auf die Thermoregulation von Honigbienen als wichtige Fähigkeit für die Anpassung an Höhenlagen haben. In Kooperation mit der Universität Hohenheim und lokalen afrikanischen Partnern werden Bienen von verschiedenen Höhenstufen afrikanischer Berge gesammelt (Mt. Kenya & Mt. Elgon in Kenia, Rwenzori Mountain system & Virunga mountain system in Uganda, Mt. Kilimanjaro & Mt. Meru in Tansania) und Kandidatengene mit möglichem Einfluss auf die Höhenanpassung ausgewählt. Diese Gene (z.B. Octopamin Rezeptoren) werden mittels qRT-PCR auf ihre Expressionslevel in den Bienenproben untersucht. Translokalisationsexperimente von Bienenvölkern entlang des Höhengradienten der Berge in Kombination mit einer Erfassung der Fitness der Völker dienen der Untersuchung der lokalen Angepasstheit an die Höhenstufe. Die vermutete Bedeutsamkeit des Octopamin Signalsystems für das Heizverhalten der Bienen (und damit einhergehend den temperaturabhängigen Furagierbeginn) wird durch Fütterungsexperimente mit Octopaminversetztem Futter überprüft. Die Flugaktivität der Bienen wird mit Hilfe der RFID Chip Technologie überwacht. Außerdem wird das Aggressionsverhalten der Honigbienen erfasst. Mit Hilfe von CRISPR/Cas9 werde ich zudem im Labor Knockout-Mutanten herstellen und die aufgezogenen Bienen in Verhaltensassays auf ihre Kälteresistenz testen.

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