Genetisch bedingte Klassengesellschaft

News: Genetisch bedingte Klassengesellschaft

Arbeiterin oder Königin - eine schicksalhafte Frage in jedem Bienenleben. Die Gene legen die Antwort nicht von vornherein fest. Die beiden Kasten unterscheiden sich jedoch morphologisch und physiologisch voneinander. Das bedeutet, jeweils andere Gene des Erbgutes sind aktiv. Das Geheimnis, welche Gene für welche Kaste zuständig sind, haben amerikanische Wissenschaftler jetzt gelüftet.

Zu Beginn ist noch alles offen. Weibliche Honigbienen (Apis mellifera) beginnen ihr Leben als bipotenzielle Larve – sie entwickeln sich entweder zur Königin oder zu einer der zahllosen Arbeiterinnen. Ihr Erbgut erlaubt beide Möglichkeiten. "Die Fähigkeit, dass Jungtiere der selben Art sich zu unterschiedlichen Kasten entwickeln können, ist als Polyphänie bekannt", erklärt Jay Evans vom Bee Research Laboratory in Beltsville. Wenn beides möglich ist, bedeutet das nichts anderes, als dass während der Larvenentwicklung der jungen Biene die entsprechenden Gene, welche die Kaste festlegen, an- oder abgeschaltet sein müssen. Doch welche sind das?

Zusammen mit Diana Wheeler vom Department of Entomology der University of Arizona in Tucson begab sich Jay Evans auf die Suche nach den Genen. Die beiden Wissenschaftler verfolgten, welche Gene während der Larvalentwicklung der Bienen aktiv sind. Es zeigte sich, dass die zukünftigen Arbeiterinnen in ihrer weiteren Entwicklung die Gene ablesen, die auch für die junge Larve typisch sind. Die Arbeiterinnen verharren damit genetisch in ihrem bipotenziellen Jugendstadium. Dagegen schalten die Larven, die sich zu Königinnen entwickeln, die früh aktiven Gene ab. Dafür kurbeln sie andere Gene an – insbesondere solche, die für den Stoffwechsel oder die Atmung verantwortlich sind (Genome Biology vom Januar 2001, Volltext).

"Dies ist der erste genetische Überblick einer polyphänischen Entwicklung", meint Evans. Durch ihre genetische Umprogammierung können die Königinnenlarven schneller wachsen und verschaffen sich somit einen Vorteil gegenüber konkurrierenden Larven. "Königinnen, die sich zuerst entwickeln – auch wenn es nur ein paar Stunden sind – besiegen rivalisierende Königinnen, indem sie die Kontrolle über die Reproduktion der Kolonie erhalten", erläutert der Wissenschaftler.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 30.7.2000
"Natürlich sanft gelandet"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 9/93, Seite 36
"Bienen – plastische Pilzkörper für flexible Arbeitsteilung"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)