Wie vermeiden Bienenköniginnen Inzucht?
Honigbienen leben zusammen als Bienenvolk. Dadurch, dass sie nur eine Königin haben bestehen sie hauptsächlich aus eng verwandten Mitgliedern. Eine hohe genetische Vielfalt unter den Arbeiterinnen ist jedoch wichtig für das Überleben des gesamten Bienenvolks, da es so tendenziell weniger anfällig für Krankheiten ist.
Wie soll es nun möglich sein, dass eine einzelne Königin Inzucht verhindert? Die Königin ist schließlich das einzige fruchtbare Weibchen des Bienenvolks. Wie kann sie allein die genetische Variation des Volks aufrechterhalten?
Wie eine Bienenkönigin Inzucht verhindert
Die Bienenkönigin löst das Problem auf zwei Arten. Zum einen durch Polyandrie. Dies bedeutet, dass sie sich sich mit einer Vielzahl männlicher Drohnen paart. Die Eier werden mit dem männlichen Sperma nach dem Zufallsprinzip befruchtet, sodass die Arbeiterinnen oft unterschiedliche Väter haben. Die zweite Methode der Inzuchtvermeidung besteht in extrem hohen Rekombinationsraten.
Genetische Rekombination bei Honigbienen
Eine Rekombination tritt auf, wenn bei der Bildung von Spermien- und Eizellen Segmente jedes Chromosomenpaars ausgetauscht werden. Dieser Prozess spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung genetischer Variation. Matthew Webster und Andreas Wallberg vom Biomedical Center der Universität Uppsala haben die Rekombination bei Honigbienen genauer untersucht. Die extremen Rekombinationsraten der Honigbienen scheinen für ihr Überleben gerade entscheidend zu sein.
Höchste Rekombinationsrate aller bekannten Tierarten
Durch die Analyse des Genoms von 30 afrikanischen Honigbienen konnte das Forscherteam die Rekombination mit einem bisher nicht möglichen Detailgrad untersuchen. Die Rekombinationshäufigkeit der Honigbiene ist demnach höher als bei jedem anderen Tier und mehr als 20-mal höher als beim Menschen.
Schnellstmögliche Anpassungsfähigkeit an Umweltbedigungen
Die Rekombination beeinflusst, wie effizient die natürliche Selektion günstige genetische Varianten fördert und sich so an veränderte Bedingungen anpassen kann. Die Forscher haben herausgefunden, dass Gene, die spezifische neuere Umweltanpassungen der Honigbienen beeinflussen nachweisbar auch eine stärkere Rekombination erfahren.
Chance und Risiko
Diese Art der Rekombination ist immer mit einem Risiko verbunden. Wenn Chromosomanteile schnell ausgetauscht werden können unter Umständen Fehler eintreten. Der Prozess kann dann auch zu einer allmählichen Fixierung von Mutationen führen, die für die Honigbienen tatsächlich schädlich sein können. Ein ähnlicher Prozess findet auch beim Menschen statt, doch bei der Honigbiene findet er mehr als zehnmal stärker statt. Wissenschaftler befürchten, dass mit einer Verschlechterung des Bienen Genpools zu rechnen ist. Die extremen Rekombinationsraten, die für die Erhaltung genetisch vielfältiger Honigbienenvölker von entscheidender Bedeutung sind, sind mit einem Risiko verbunden.
