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Mehr Volt pro Meter als Gewitterwolken: Bienenschwärme erzeugen eigenes elektrisches Feld:


Schwärmende Bienen.
Copyright: Brun-nO (via Pixabay.com) / Pixabay License

Bristol (Großbritannien) – Durch Zufall sind britische Forscher einem bislang unbekannten Naturphänomen auf die Spur gekommen: Im Schwarm erzeugen Honigbienen eine elektrische Ladung von bis zu 1.000 Volt pro Meter und damit eine Feldstärke, die wesentlich größer ist als die in Gewitterwolken oder elektrisch geladenen Staubstürmen.
Wie das Team um Ellard Hunting von der University of Bristol aktuell im Cell-Fachjournal „iScience“ (DOI: 10.1016/j.isci.2022.105241) berichtet, haben sie mit einer Wetterstation an einem Feldrand eigentlich meteorologische Messungen durchführen wollen, als eines Tages die Messwerte zum elektrischen Felde einen spontanen massiven Anstieg der atmosphärischen elektrischen Ladung aufzeigten und das, obwohl weit und breit kein Unwetter in Sicht war.

Bei ihrer Suche nach einer Erklärung für das Phänomen bemerkten die Forschenden, dass der Zeitpunkt des Anstiegs der Messwerte mit der Schwarmzeit benachbarter Stämme von westlichen Honigbienen (Apis melifera) übereinstimmte.

Über die Schwarmzeit der Bienen berichtet Imkerin Jutta Kalff vom Bienen-Podcast “To Bee or not to Bee”: „Die Fortpflanzung der Honigbienen geschieht über den sogenannten Schwarmtrieb. Wenn der Organismus der Bienen – alle Bienen in einem Nest bilden ein Wesen – ein bestimmtes Alter und eine bestimmte Größe erreicht hat, wird sich dieser Organismus teilen. (…) Der Auszug eines Bienenschwarmes ist ein faszinierendes Schauspiel.

Wenige Minuten vor dem Auszug wird es sehr still im Nest. Und dann beginnt ein mächtiges Brausen und eine Kaskade von Bienen schießt wie eine mächtige Welle aus dem Nest. Kundschafterinnen, die als Sammlerinnen die Umgebung genau kennen, lenken und leiten den Schwarm, der auch aus zahlreichen Bienen besteht, die das Nest noch nie verlassen haben. Geleitet vom Pheromonduft der Königin und der Führung der Kundschafterinnen lässt sich der Schwarm im Umkreis von ca. 200-300 Metern an einem Objekt nieder. Von dort aus fliegen Kundschafterinnen aus, um eine neue Höhle zu suchen. Finden sie diese, kehren sie zur Schwarmtraube (s. Abb. l.; Copyright/Quelle: Akamoa auf pixabay.com) zurück und führen Tänze auf, um Richtung, Position, Entfernung und Interessantheitsgrad mitzuteilen. Die Kundschafterin, die den überzeugendsten Tanz aufführt, wird weitere Schwestern rekrutieren, die die neue Höhle ebenfalls inspizieren. Für die Bienen drängt die Zeit, denn in ihren Honigmägen befindet sich Proviant für knapp drei Tage. Die Prozesse des Schwärmens der Honigbienen sind umfassend wissenschaftlich untersucht, aber nicht vollständig geklärt.“

Um diese Vermutung zu überprüfen, installierten die Forschenden weitere, zudem mit zusätzlichen Kameras ausgestattete Messstationen in unmittelbarer Nähe zu den Bienenvölkern. Tatsächlich gelang es ihnen so, die Messungen beim erneuten Vorbeiflug von schwärmenden Bienen zu replizieren. „In einem Fall umschwärmten die Bienen drei Messstationen für rund drei Minuten und erzeugten dabei elektrische Feldstärken von 100 bis 1000 Volt pro Meter (V/m). (…) Wir waren überrascht, derartig gewaltige Effekte zu sehen.“ Zwar war bereits bekannt, dass einzelnen Bienen im Flug eine geringe Ladung mit sich tragen, aber eine Spannung dieser Größe konnte bislang noch nie zuvor bei schwärmenden Bienen dokumentiert werden.“

Zum Thema
Eine Analyse der Nähe der einzelnen Bienen zueinander innerhalb der Schwärme, kombiniert mit den Messwerten, zeigte, dass die Stärke des elektrischen Feldes von der Dichte des Schwarms abhängt.

Auf diese Weise erzeugten einige Schwärme Spannungen, die jenen meteorologischer Ereignisse wie der Feldstärke innerhalb von Gewitterwolke oder geladenen Staubstürmen um das Sechs- bis Achtfache übertrafen.

Noch unklar ist, ob es sich um ein zufälliges Produkt der Reibung zwischen Bienenflügeln und Luft handelt oder ob die Ladung für die Bienen auch einen bislang unbekannten konkreten Nutzen, etwa bei der Nahrungssuche haben könnte. Auch die Frage, ob auch die Schwärme anderer Tierarten oder sogar Ansammlungen von Mikroben ähnliche Felder erzeugen können, ist noch unbeantwortet.

Recherchequelle: University of Bristol, iScience, To Bee or not to Bee
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Der Hobbyimker:
https://www.youtube.com/@Hobbyimker317/videos

Der Verstand der Bienen:
https://archive.org/details/der-verstand...-wissenschaften

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Studie zeigt: Stromleitungen verwirren Honigbienen:

Bristol (Großbritannien) – Elektrische Felder in der Luft, wie sie beispielsweise von Überlandleitungen ausgehen, haben negative Auswirkungen auf das Nektarsammelverhalten von Honigbienen. Das zeigen die Ergebnisse neuster Experimente. Die Forscher befürchten, dass dies nicht nur auf Bienen als Bestäuber zutrifft.

Wie Liam O’Reilly, Victoria J. Mallinson und Fraser A. Woodburn von der University of Bristol aktuell im Cell-Fachjournal “iScience” (DOI: 10.1016/j.isci.2025.112550) berichten, halten die elektrischen Signale entlang von Überlandstromleitungen Bienen davon ab, auf hier gelegenen Blüten zu landen. Darüber hinaus befürchten die Forschenden, dass diese Form von „elektrischer Verschmutzung“ (electric pollution) auch weitere Insektenarten vom mit dem Sammeln einhergehenden Bestäuben von Blüten abhält.


Symbolbild: Honigbienen
Copyright: A. Müller für grewi.de
Insekten reagieren auf elektrische Felder

Schon zuvor war bekannt, dass Hummeln und Honigbienen elektrische Felder mithilfe ihrer Fühler und Körperhärchen in der Luft wahrnehmen können, wie sie in der Natur durch statische Elektrizität (Reibung, Partikel usw.) entstehen können und diese Wahrnehmung sogar eine Form von Kommunikation darstellt (…GreWi berichtete). Auch von Raupen ist sie Sensibilität gegenüber elektrischen Feldern in der Luft mittlerweile nachgewiesen. Ob und wie bestäubenden Insekten allerdings auf von Menschen erzeugte elektrische Felder reagieren, wurde bislang kaum untersucht.

Um dies zu ändern, untersuchten O’Reilly, Kolleginnen und Kollegen, wie sich das Verhalten von westlichen Honigbienen (Apis mellifera) unter dem Einfluss unterschiedlicher elektrischer Felder in der Luft rund um eine Wieser mit Katzenminze (Nepeta grandiflora) nahe Bristol verhielten.

Hierzu erzeugten die Forschenden zwei Stunden lang ein elektrisches Feld mit schwachem Wechselstrom (AC), das die Umgebung in 60 bis 100 Metern Entfernung von einer Hochspannungsleitung simulierte. Tatsächlich führte dieses Feld dazu, dass die Anzahl der Honigbienen-Landungen auf betroffenen Pflanzen im Vergleich zu nahegelegenen Kontrollpflanzen um ganze 71 Prozent zurückging. Zwar erholten sich diese Werte im Laufe des Experiments, erreichte aber nie die vollständigen Ausgangswerte.


Elektrische Felder, wie sie von 275-kV-Hochspannungsleitungen im ländlichen England erzeugt werden.
Copyright/Quelle: O’Reilly, Mallinson, Fraser A. Woodburn, iScience 2025
Einen der Gründe vermuten die Forschenden in dem Umstand, dass Wechselstrom-Felder in der Natur schlichtweg nicht vorkommen und Insekten.

In einem weiteren Experiment erzeugt die Forschenden dann elektrisches Feld mithilfe von Gleichstrom (DC), ähnlich dem Strom aus einer Batterie. Auch dies führte zu einem Rückgang der Bienenlandungen um 53 Prozent im Vergleich zu den Kontrollpflanzen.

Laut den Forschern haben die Ergebnisse beunruhigende Auswirkungen für Honigbienen – einen der wichtigsten Bestäuber –, insbesondere angesichts der allgegenwärtigen Strominfrastruktur in den meisten Ländern. „Schätzungen zufolge gibt es allein im Vereinigten Königreich fast 70.000 Quadratkilometer Land, auf denen Bienenvölker innerhalb der Reichweite von Hochspannungsleitungen nach Nahrung suchen.“

Zwar handele es sich nur um eine kleine Studie, aber angesichts der Ergebnisse früherer Studien zeige sich ein besorgniserregender Trend, so O’Reilly gegenüber dem New Scientist“. Weitere Studien müssten nun noch genauer untersuchen, wie Überlandleitungen und andere Elektrizitätsinfrastruktur das Verhalten von Insekten unter Realbedingungen beeinflussen.

Sollten sich die bisherigen Beobachtungen bestätigen, müssten untersucht werden, wie diese negative Beeinflussung behoben werden kann. Eine Veränderung der Leitungsinfrastruktur, etwa durch eine unterirdische Kabelführung, dürfte zu kostspielig sein. Stattdessen sollten Imker darum bemüht sein, ihre Weiden möglichst in sicherer Entfernung etwa zu Überlandleitungen zu planen.

Recherchequelle: iScience, New Scientist

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Die Hummeln sind eine zu den Echten Bienen gehörende Gattung staatenbildender Insekten. Die im weiblichen Geschlecht über einen Wehrstachel verfügenden Hautflügler gehören zu den Stechimmen, auch Wehrimmen genannt. Sie kommen überwiegend in den gemäßigteren und kühleren Regionen der Nordhalbkugel vor.

https://de.wikipedia.org/wiki/Hummeln

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...gnale-zu-lesen/

Hummeln lernen einfache „Morsecode-Signale“ zu lesen:

London (Großbritannien) – Eine neue Studie der Queen Mary University of London zeigt erstmals, dass ein Insekt, in diesem Fall Erdhummeln (Bombus terrestris), zwischen unterschiedlich langen visuellen Reizen unterscheiden kann. Damit gelingt den Tieren eine Zeitverarbeitungsfähigkeit, die bislang nur beim Menschen sowie bei einigen Wirbeltieren wie Makaken oder Tauben dokumentiert wurde: die Unterscheidung zwischen kurzen und langen Signalen – im übertragenen Sinne zwischen „Punkt“ und „Strich“ des Morsecodes.


Symbolbild: Hummel
Copyright: Ivar Leidus (via WikimediaCommons) CC BY-SA 4.0

Wie das Team um die Psychologin Dr. Elisabetta Versace und des Doktoranden Alex Davidson von der Queen Mary University of London im Fachjournal „Biology Letters“ (DOI: 10.1098/rsbl.2025.0440) berichten, basiert die Studie auf einer Reihe kontrollierter Experimente, bei denen einzelne Hummeln lernen mussten, eine Zuckerbelohnung anhand der Dauer eines Lichtsignals zu finden.

Im Morsecodesystem steht ein kurzer Lichtimpuls („Punkt“) für den Buchstaben E, ein längerer („Strich“) für T. Die Forscher wollten herausfinden, ob Bienen und Hummeln in der Lage sind, diese zeitlichen Unterschiede überhaupt wahrzunehmen. Schließlich kommen in ihrer natürlichen Umgebung derart künstlich flackernde Lichtquellen nicht vor.

Hierzu konstruierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ein mehrstufiges Labyrinth. In jedem Raum konnten die Hummeln zwischen zwei kreisförmigen Lichtsignalen wählen: einem kurz aufflackernden und einem länger strahlenden. Nur eines davon führte zu einer Zuckerbelohnung; das jeweils andere war mit einer bitteren Substanz gekoppelt, die Bienen meiden.

Um auszuschließen, dass sich die Tiere lediglich den Standort eines Signals merken, wechselte in jedem Raum die Position der beiden Lichtkreise zufällig. Entscheidend war somit allein die Dauer des Lichtblitzes.

Nachdem die Bienen gelernt hatten, zielstrebig auf den korrekten Lichtreiz zuzufliegen, entfernten die Forscher die Zuckerlösung und testeten die Tiere erneut. Das Ergebnis war eindeutig: Die Mehrheit der Hummeln steuerte weiterhin das Licht mit der zuvor belohnten Dauer an – unabhängig davon, wo es im Raum angezeigt wurde. Raumorientierung oder Gerüche spielten keine Rolle.

Alex Davidson beschreibt die Ergebnisse als überraschend deutlich: „Wir wollten wissen, ob Hummeln zwischen unterschiedlich langen Reizen unterscheiden können – und sie konnten es. Dass sie auf Anhieb mit künstlichen, flackernden Lichtmustern zurechtkommen, ist bemerkenswert.“

Die Forschenden betonen, dass Bienen solche Reize in der Natur nicht sehen. Dass sie dennoch in der Lage sind, die Dauer eines Signals präzise zu registrieren, deutet entweder auf eine sehr flexible Zeitverarbeitung hin oder auf eine basale, tief verankerte neuronale Eigenschaft, die grundsätzlich für die Verarbeitung zeitlicher Abfolgen zuständig ist. Ob diese Fähigkeit sich ursprünglich aus der zeitlichen Steuerung von Bewegung, Kommunikation oder Flugmanövern entwickelt hat, bleibt offen.

Die neuronalen Mechanismen hinter solchen Kurzzeit-Zeitmessungen gelten weiterhin als weitgehend ungeklärt. Die bekannten Systeme für Tagesrhythmen oder saisonale Anpassungen – sogenannte circadiane Uhren – arbeiten viel zu langsam, um Unterschiede im Millisekundenbereich zu erklären.

Theorien reichen von einem einzigen internen „Taktgeber“ bis hin zu mehreren parallelen Mini-Uhren im Gehirn. Die winzigen „Miniaturgehirne“ der Hummeln, kleiner als ein Kubikmillimeter, bieten nun ein neues Experimentierfeld, um diese Modelle zu testen.

Versace ordnet die Ergebnisse in einen größeren evolutionsbiologischen Kontext ein: „Viele komplexe Verhaltensweisen – Orientierung, Kommunikation, Navigation – beruhen auf Zeitverarbeitung. Dass wir nun bei Insekten nachweisen können, dass sie Dauerunterschiede verarbeiten können, zeigt, wie effizient biologische Systeme arbeiten.“

Die Forscherin sieht auch Parallelen zur künstlichen Intelligenz. Wenn komplexe Aufgaben – wie das Unterscheiden zeitlicher Muster – mit so wenig neuronaler Struktur lösbar sind, könne das Hinweise geben, wie künstliche neuronale Netze künftig effizienter und skalierbarer entwickelt werden.

Recherchequelle: Queen Mary University of London

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