Eine überraschend große Anzahl und Vielfalt von Bienenarten (74 von 96 analysierten) haben magnetische Eigenschaften, wie aus einer kürzlich in der Zeitschrift Science Advances von meinen Kollegen und mir veröffentlichten Studie hervorgeht.
Einige Tiere können magnetische Verbindungen auf Eisenbasis wie Magnetit verwenden, um das Erdmagnetfeld zu erkennen und durch dieses zu navigieren, ein Sinn, der als Magnetorezeption bezeichnet wird. Wir betrachteten den Magnetismus der von uns getesteten Insekten als einen Indikator dafür, welche Arten magnetorezeptiv sein könnten.
Seit Jahrzehnten wissen Biologen, dass höhlenbrütende Sozialbienen eine Magnetorezeption aufweisen. Die meisten Forscher gingen davon aus, dass dieser innere Kompass mit dem Leben in einer Kolonie zusammenhängt; Bienen teilen anderen Mitgliedern der Kolonie den Standort von Blütenressourcen durch einen Tanz mit, der die Richtung relativ zum Sonnenstand und zum Erdmagnetfeld anzeigt.
Unsere Studie hatte zwei Ziele: den Magnetismus zwischen Bienenarten, die in Gruppen leben, mit denen, die einzeln leben, zu vergleichen und den evolutionären Ursprung der Magnetorezeption bei Bienen zu verfolgen.
Überall, wo wir hinschauten, fanden wir Magnetismus
Um die magnetischen Reaktionen zu testen, haben wir Bienenproben aus der gesamten Bienenfamilie Apidae gesammelt, zu der soziale Arten wie Honigbienen sowie Einzelgängerarten wie Schornsteinbienen gehören. Wir haben getrocknete tote Bienen zu Pulver gemahlen und dann in einem Magnetometer gemessen, wie magnetisch dieses Pulver war.
Zu unserer Überraschung stellten wir fest, dass die magnetische Reaktion sowohl bei in Gruppen lebenden als auch bei allein lebenden Bienen stark war. Dieses Ergebnis zwang uns, unsere ursprüngliche Hypothese zurückzuweisen, dass Magnetismus nur für soziale Bienenarten notwendig sei.
Eine kleine, am Boden brütende soziale Biene aus der Familie der Halictidae zeigte eine starke magnetische Reaktion. Laura Russisch
Noch unerwarteter war, dass eine Biene einer kleinen sozialen Art aus der Familie der Halictidae ebenfalls stark magnetisch war. Anschließend erweiterten wir unsere Suche auf Bienen aus dem gesamten Evolutionsstammbaum der Bienen und vermuteten, dass der evolutionäre Ursprung des Magnetismus in älteren Bienenlinien zu finden sein könnte.
In unserer Studie haben wir einige Trends hinsichtlich der Stärke der magnetischen Reaktion von Bienen identifiziert. Es stellte sich heraus, dass die größeren Bienen magnetischer waren. Sozialbienen tendierten dazu, magnetischer zu sein als Einzelbienen. Und Bienen, die in Hohlräumen nisteten, neigten dazu, magnetischer zu sein als solche, die im Boden nisteten.
Im Allgemeinen können wir jedoch Magnetismus in allen verschiedenen Bienenfamilien nachweisen, bei sozialen und solitären Bienen, bei nachtaktiven Bienen und bei Bienen, die in Nestern auf dem Boden leben, sowie bei Bienen, die über der Erde in Bienenstöcken leben. Auch Insekten aus anderen von uns zum Vergleich untersuchten Gruppen, darunter Käfer, Wespen und Fliegen, waren magnetisch.
Wieder mussten wir unsere Hypothese verwerfen; Dieses Mal zeigen wir, dass der Magnetismus wahrscheinlich vor dem evolutionären Ursprung der Bienen existiert. Wir kommen zu dem Schluss, dass der Magnetismus wahrscheinlich ein altes und gut erhaltenes Merkmal ist.
Einige allein lebende Bienen, darunter Orchideen, verzeichneten eine starke magnetische Reaktion. Laura Russo Was ist noch nicht bekannt
Unsere Arbeit lässt viele Fragen offen.
Obwohl wir davon ausgehen, dass die magnetische Reaktion ein Indikator für die Magnetorezeption ist, ist es zum einen bekanntermaßen schwierig, dies zu beweisen, da dazu Experimente mit lebenden Organismen außerhalb ihrer natürlichen Umgebung erforderlich sind.
Die Magnetorezeption ist einer der umstrittensten tierischen Sinne. Zwar gibt es gute Beweise dafür, dass einige Organismen die Fähigkeit haben, die Magnetfelder der Erde zu spüren und sich entlang dieser zu bewegen, doch ist dies wahrscheinlich nicht der primäre Sinn, der genutzt wird, selbst bei Organismen, die über Magnetorezeption verfügen. Das macht es schwierig, sich zu isolieren und zu studieren. Selbst bei Hummeln, von denen Biologen glauben, dass sie magnetorezeptiv sind, bestehen weiterhin viele Fragen und Zweifel an der Verwendung dieses Sinnes.
Wissenschaftler sind zuversichtlicher, dass Bienen magnetorezeptiv sind; Forscher haben ihnen sogar beigebracht, zwischen lokalen magnetischen Anomalien zu unterscheiden. Daher gingen wir davon aus, dass die von uns getesteten Insekten, die stärkere magnetische Reaktionen als Bienen hatten, auch magnetorezeptiv sind. Aber wir können es nicht beweisen. Darüber hinaus erklärt unsere Arbeit nicht die Rolle des Magnetismus oder den Mechanismus hinter der Magnetorezeption.
Und obwohl die Stärke des magnetischen Signals von Körperteil zu Körperteil unterschiedlich war, war es nie auf ein einzelnes Körperteil der von uns getesteten Bienen beschränkt. Dies bedeutet, dass einige der Hypothesen zur Funktionsweise der Magnetorezeption (z. B. durch lichtempfindliche Kryptochrome in den Augen) durch unsere Ergebnisse nicht ausreichend gestützt werden.