Bienennachwuchs: Erster Beweis für genetische Steuerung

Im Staat der Honigbienen sind die Aufgaben klar verteilt: Während die Königin Eier legt, sind die Arbeiterinnen im Normalfall unfruchtbar. Welche Gene diese arbeitsteilige Fortpflanzung regeln, war Biologen bislang ein Rätsel. Molekularökologen der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) haben erstmals den Zusammenhang zwischen einem Gen und dem Fortpflanzungsverhalten einer Bienenart nachweisen können. Ihre Erkenntnisse veröffentlichten sie in der renommierten Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Um zu überleben, sind Honigbienen bei der Fortpflanzung auf Arbeitsteilung angewiesen. Statt selbst Eier zu legen, ziehen europäische Arbeiterbienen die von der Königin produzierten Schwestern groß, halten den Stock sauber und sammeln Nahrung. Bestimmte, von der Königin produzierte Botenstoffe halten sie davon ab, sich fortzupflanzen. Nur weniger als ein Prozent der Arbeiterinnen können in Anwesenheit der Königin ihre Eierstöcke aktivieren, erläutert die Diplombiologin Antje Jarosch von der MLU. Ihr gelang es, durch einen molekulargenetischen Vergleich von europäischen Honigbienen und südafrikanischen Kap-Bienen, den genetischen Mechanismus aufzudecken, der das Fortpflanzungsverhalten der Kap-Bienen beeinflusst.

Seit vielen Jahren erforschen die Molekularökologen der MLU die Gene der südafrikanischen Kap-Honigbiene. Die Kap-Biene unterscheidet sich in ihrem Fortpflanzungsverhalten grundlegend von europäischen Honigbienen. Zum Beispiel legen wesentlich mehr ihrer Arbeiterinnen auch bei Anwesenheit der Königin Eier, erklärt Jarosch. Im Rahmen ihrer Promotion untersuchte sie die Wirkung eines Gens, von dem die halleschen Biologen annehmen, dass es für das Fortpflanzungsverhalten der Insekten entscheidend ist.

Das Gemini-Gen steuert die Aktivierung der Eierstöcke und die Produktion der Botenstoffe, die Arbeiterinnen von der Fortpflanzung abhalten, erläutert die Doktorandin. Die 30-Jährige fand heraus, dass mehr Arbeiterbienen ihre Eierstöcke aktivieren können und somit fortpflanzungsfähig sind, wenn das Gemini-Gen der Bienen nicht aktiv ist. Erstmals konnte sie in ihrer Arbeit damit den funktionalen Zusammenhang zwischen einem Gen und dem Fortpflanzungsverhalten der Insekten nachweisen.

Originalpublikation:
Jarosch A, et al., Alternative splicing of a single transcription factor drives selfish reproductive behavior in honeybee workers (Apis mellifera), Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Sep 13;108(37):15282-7. Epub 2011 Sep 6.

Quelle: MLU