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Ein Tänzchen mit der Biene wagen

Biologen und Informatiker der Freien Universität erforschen den Schwänzeltanz des Insekts mithilfe einer Roboterbiene.

03.05.2012

Biologen und Informatiker der Freien Universität erforschen den Schwänzeltanz des Insekts mithilfe einer Roboterbiene. Um die Bienen zu orten, wurden sie mit einer Mini-Antenne versehen.

Biologen und Informatiker der Freien Universität erforschen den Schwänzeltanz des Insekts mithilfe einer Roboterbiene. Um die Bienen zu orten, wurden sie mit einer Mini-Antenne versehen.
Bildquelle: Freie Universität / Miriam Koblofsky

Kennen Sie ‚Summ, summ, summ, Bienchen summ herum‘?“ Raúl Rojas lacht. Der Informatik-Professor der Freien Universität erkennt das Kinderlied nicht auf Anhieb. Doch was ist ein Lied schon gegen sein Wissen über die Sprache der Bienen untereinander? Das meiste davon hat er von Neurobiologie-Professor Randolf Menzel erfahren. Es ist die Grundlage für ein außergewöhnliches Projekt beider Wissenschaftler: Der Biologe und der Informatiker wollen mit ihren Teams den Beweis erbringen, dass Bienen untereinander bei der Suche nach Futter über einen Tanz kommunizieren. Um ihn zu erbringen, haben die Wissenschaftler eine Roboterbiene entwickelt. Mit ihrer Hilfe wollen sie im Stock ein Wörtchen mitreden – und unter kontrollierten Bedingungen nachweisen, welche Signale bei dem Bewegungsritual dieser Insekten wichtig sind.

„Die biologischen Grundlagen des Bienentanzes sind durch die Arbeiten des österreichischen Verhaltensforschers Karl von Frisch eigentlich sehr gut ergründet“, sagt Randolf Menzel. Karl von Frisch (1886–1982) fand kurz nach dem Zweiten Weltkrieg etwas heraus, das noch heute wohl jeder Schüler im Biologie-Unterricht lernt: Ausgeschwärmte Bienen teilen nach der Rückkehr in den Stock anderen Arbeiterinnen tanzend mit, wo es etwas zu futtern gibt und ob das Angebot gut ist. Doch obwohl von Frisch unter anderem für seine Erkenntnisse über diese Art der Verständigung von Bienen 1973 den Nobelpreis erhielt, gibt es Skeptiker. Für sie ist der Bienentanz ein Hirngespinst. Doch wenn von Frisch recht hatte: Wie nehmen Bienen Signale im dunklen Stock auf? Welche sind wichtig?

Der Einsatz einer Roboterbiene ist eine Idee zum Kopfschütteln. Eigentlich. Doch Randolf Menzel und Raúl Rojas verbindet eine mehr als 18-jährige Forscherfreundschaft – und nichts scheint unmöglich. Gleichwohl war das 2007 begonnene Projekt kein leichtes Tänzchen:Zur Täuschung der echten Bienen griffen die Wissenschaftler tief in die Trickkiste: Geräusche, die tanzende Bienen erzeugen, kommen aus einem Minilautsprecher oberhalb des Roboters. Das Flattern der Flügel wird – durch Stangen von außerhalb übertragen – von einem Motor ausgelöst, der Handys zum Vibrieren bringt. Duftstoffe, die tanzende Bienen erzeugen, werden von oben in den Stock geblasen.

Sogar eine Futterprobe kann der Roboter anbieten, wenn seinem Tanz gefolgt wird – wie im wahren Bienenleben. Die Robobiene hat selbst die Körpertemperatur einer echten: Die Forscher bauten in ihren Körper eine Heizung ein. Selbst ein Sonnenkompass wurde für den Tanz des Roboters programmiert. Der Clou der Funktionen für die Experimente: Sie können einzeln an- und abgeschaltet werden. Seit 2011 kann die Roboterbiene die Lagebeschreibung einer Futterstelle tanzen, die die Wissenschaftler in mehreren hundert Metern Entfernung einrichten. Auf einem Areal in Klein Lüben in Brandenburg begannen dazu im Sommer die Experimente. Für die Experimente klebten die Wissenschaftler den Bienen im Stock kleine Nummern auf den Körper, legten eine Futterstelle an, codierten die Informationen über deren Ort und ließen die Robobiene im Stock tanzen.

Ein Mitarbeiter beobachtete dabei den rot ausgeleuchteten Stock – diese Farbe ist für Bienenaugen unsichtbar. Bienen, die dem Tanz folgen und ausschwärmen, werden anhand ihrer Nummer identifiziert, beim Ausfliegen gefangen und mit einer Mini-Antenne versehen, die sie beim Fliegen nicht behindert. Im Freien beobachten Mitarbeiter sie kontinuierlich mithilfe eines besonderen Radargerätes. Viele der vom Roboter instruierten Bienen fanden tatsächlich ihr Ziel.

Raúl Rojas und Randolf Menzel freuen sich über dieses Zwischenergebnis. „Die meisten Störfaktoren haben wir ausgeschaltet“, sagt Rojas, „es gibt Bienen, die dem Tanz folgen – wenn auch noch viele merken, dass da etwas nicht stimmt.“ Für Menzel ist die Tatsache, dass die Bienen mithilfe der vom Roboter getanzten Ortsbeschreibung ihr Ziel finden, „ein deutlicher Beweis, dass es funktioniert“. Wenn den Wissenschaftlern nun der Beweis gelänge, dass die „Blüten und Blümchen“ gar nicht gesucht werden wie im Kinderlied besungen, sondern nach den verschlüsselten Vorgaben des Bienentanzes gezielt angeflogen, wie Karl von Frisch glaubte, wäre das für Randolf Menzel mehr als ein wissenschaftlicher Erfolg: Er hat den Vater der Bienenforschung noch persönlich gekannt.

Weitere Informationen

  • Prof. Dr. Dr. h.c. Randolf Menzel, Freie Universität Berlin, Fachbereich Biologie Chemie Pharmazie, Institut für Biologie, AG Neurobiologie, Tel.: 030 / 838-53930, E-Mail: menzel@neurobiologie.fu-berlin.de

  • Prof. Dr. Raúl Rojas, Freie Universität Berlin, Fachbereich Mathematik und Informatik Institut für Informatik - AG Intelligente Systeme und Robotik, Tel.: 030 / 838-75102 (Sekr.), E-Mail: information-ki@fu-berlin.de