Versetzen Sie sich für einen Moment in das Exoskelett einer Hummel: Ihre Welt wäre ein Aufruhr aus Farben und Düften, die beide für die Suche nach Pollen und Nektar unerlässlich sind. Hummeln haben ein ausgezeichnetes Sehvermögen: Sie verfügen über zwei Facettenaugen, die UV-Strahlung und die meisten Farben außer Rot unterscheiden können, sowie drei weitere einfache Augen, die auf die Erkennung von polarisiertem Licht spezialisiert sind. Ihr Geruchssinn stellt unseren in den Schatten: Er ist etwa 100-mal empfindlicher und in der Lage, illegale Drogen oder Sprengstoffe auf Flughäfen aufzuspüren, bei Frauen eine Schwangerschaft zu bestätigen oder bei Patienten im Frühstadium Krebs und Diabetes zu erkennen.
Nun haben Forscher gezeigt, dass Hummeln auch ihren Geruchssinn nutzen können, um ihr Nest zu lokalisieren. Dies ist besonders wichtig, wenn sich die Landschaft plötzlich ändert; zum Beispiel, wenn bekannte visuelle Orientierungspunkte vom Wind verweht werden. Die Ergebnisse werden veröffentlicht in Grenzen der Verhaltensneurowissenschaft.
„Hier zeigen wir, dass Hummeln auf ihre eigenen Duftmarken angewiesen sind, die sie am Eingang ihres Nestes hinterlassen, wenn sie auf Nahrungssuche gehen, um ihr Zuhause zu finden, wenn die visuellen Hinweise nicht zuverlässig genug sind“, sagte Erstautorin Sonja Eckel, eine Ph .D. Student am Institut für Neurobiologie der Universität Bielefeld in Deutschland.
Visuelle Wahrzeichen
Eckel und Kollegen untersuchten im Labor das Heimsuchverhalten der Büffelhummel Bombus terrestris. In der Natur nisten diese Hummeln in verlassenen Mauselöchern, versteckt unter Gras oder Blättern. Hier hatten die Sammler gelernt, ihren Nesteingang zu lokalisieren, indem sie sich visuell an zwei Orientierungspunkten innerhalb einer runden, geschlossenen Flugarena mit einem Durchmesser von 150 cm und einer Höhe von 85 cm orientierten. Das erste Set bestand aus drei schwarzen vertikalen Streifen – jeweils 12 cm breit und 85 cm lang – vor dem weißen Hintergrund der Arenawände. Der zweite von drei Zylindern mit einer Breite von jeweils 2,5 cm und einer Höhe von 15 cm war im Dreieck um das Einflugloch angeordnet.
Der Boden der Arena lieferte keine visuellen Informationen und war mit einem zufälligen rot-weißen Muster bedeckt, das für Hummeln schwarz und weiß wirkte. Nach etwas Übung flogen die Arbeiter direkt zurück zum Eingang, wenn sie von einem Besuch in der äußeren Futterkammer zurückkamen, wo sie mit Pollen und Nektar versorgt wurden.
Hummeln besitzen mehrere Duftdrüsen, die Chemikalien im ganzen Körper verteilen. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass sie bei jeder Berührung einer Oberfläche, beispielsweise der ihres Nesteingangs, passiv Duftspuren hinterlassen. Die Forscher erfassten diese Duftmarken, indem sie einen Glasring um den Eingang legten, den die Sammler beim Verlassen oder Zurückkehren zum Nest meist überquerten.
Die Hummeln austricksen
Anschließend täuschten Eckel und sein Team die Hummeln, indem sie die Position beider visueller Orientierungspunkte abrupt und unabhängig voneinander änderten. Nun gaben diese widersprüchliche Informationen über die Lage des Eingangs und markierten auch nicht die richtige Stelle. Der wahre Eingang wurde verschlossen und verborgen – mit Erfolg, denn keiner der zurückkehrenden Sammler fand ihn später.
Die Forscher maßen anhand der widersprüchlichen Orientierungspunkte, wie lange und in welcher Entfernung zurückkehrende Sammler um einen der falschen Orte für den Eingang schwebten. Sie gingen davon aus, dass je länger eine Sammlerin um eine Stelle schwebte und je kleiner ihre durchschnittliche Flugentfernung zu dieser Stelle war, desto konzentrierter war sie auf diese Stelle als beste Kandidatin für den Standort des Eingangs.
Typischerweise schienen sich die Sammler gleichermaßen auf beide falschen Standorte zu konzentrieren, was darauf hindeutet, dass sie beide visuellen Orientierungspunkte nutzten, um erfolglos zu versuchen, ihr Nest zu verlegen. Eine dramatische Veränderung trat jedoch ein, als die Forscher den Glasring – mit Hummelduftspuren – um einen der beiden Orte platzierten. Nun konzentrierten sich die Sammler überwiegend auf den falschen Ort, den die Duftmarken vermuten ließen.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass Sammler sowohl ihren Geruchssinn als auch ihr Sehvermögen nutzen, um den Weg nach Hause zu finden, insbesondere wenn die visuellen Informationen widersprüchlich sind.
Duftbouquet
„Während visuelle Informationen über größere Entfernungen wahrgenommen werden und eine Hummel zum ungefähren Standort des Nestes führen, werden Duftmarken verwendet, um die genaue Position des Nesteingangs im Nahbereich zu lokalisieren. Zur Identifizierung ist höchstwahrscheinlich körperlicher Kontakt erforderlich Geruch“, sagte Eckel.
„Unsere chemische Analyse ergab, dass es sich bei diesem Duft um ein Bouquet aus Kohlenwasserstoffen, Fettsäuren und anderen Substanzen wie Estern und Alkoholen handelt. Es ist bekannt, dass viele dieser Substanzen von Hummeln in anderen Verhaltenskontexten verwendet werden. [and] auch von anderen Insektenarten. In unserer Folgeforschung wollen wir untersuchen, wie verschiedene sensorische Reize von Hummeln gelernt und kombiniert werden, um es ihnen zu ermöglichen, verschiedene verhaltensrelevante Ziele, wie zum Beispiel das Nistloch und Nahrungsquellen, zu unterscheiden.“
Mehr Informationen:
Nestassoziierte Duftmarken helfen Hummeln, ihr Nest in visuell nicht eindeutigen Situationen zu lokalisieren. Grenzen der Verhaltensneurowissenschaft (2023). DOI: 10.3389/fnbeh.2023.1155223. www.frontiersin.org/articles/1 … eh.2023.1155223/full