Comparative nestmate recognition in Asian honey bees, Apis florea, Apis andreniformis, Apis dorsata, and Apis cerana

Abstract

In nestmate recognition bioassays, Apis florea, A andreniformis, A. dorsata and A. cerana do not exhibit aggressive responses. These negative results were obtained using three distinct techniques: pairings of bees between colonies, switching nest box locations (A. cerana only), and treatment with compounds known to serve as nestmate recognition pheromones in A. mellifera. This is in sharp contrast to previously observed responses in A. mellifera, which displays strong aggressive responses to conspecific non-nestmates in the same types of bioassays. A. cerana expresses nestmate recognition, but only under limited circumstances — when robbing is precipitated by honey harvesting or the merger of colonies by a beekeeper. Our results suggest that robbing of stored food may be more characteristic of A. mellifera than other species in the genus Apis, and consequently A. mellifera displays a more strongly developed response to conspecific non-nestmates than other Apis species.

Zusammenfassung

Die Erkennung von Nestgenossinnen ist bei vielen sozialen Insekten ein wichtiger Aspekt bei der Verteidigung des Volkes. Bienenarten wie Apis mellifera sind häufig einem Sozialparasitismus und der Räuberei von Futter bzw. Brut ausgesetzt und daher meist in der Lage, zwischen Nestgenossinnen und fremden Bienen zu unterscheiden. Diese Fähigkeit zur Unterscheidung zeigt sich am Nesteingang durch Abwehrverhalten wie Beißen, Stechen oder Umklammern. Territoriale Arten der Stachellosen Bienen zeigen aggressives Verhalten gegenüber fremden Bienen nicht nur am Nesteingang sondern auch an den Futterstellen. Mit einer Ausnahme wurden Untersuchungen zur Erkennungen von Nestgenossinnen bei Honigbienen ausschließlich bei A. mellifera durchgeführt. In den Arbeiten zur Nestverteidigung bei anderen Honigbienenarten wurde der Aspekt der intraspezifischen Erkennung von Nestgenossinnen dagegen nicht berücksichtigt. Die Untersuchung dieser Honigbienenarten sollte daher Aufschlüsse über die ökologische und evolutionsbiologische Bedeutung der Nestgenossinnen-Erkennung bringen. In Anbetracht der ausgeprägten Reaktionen von A. mellifera gegenüber Nicht-Nestgenossinnen erwarteten wir bei anderen Apis-Arten ähnliche Reaktionen. Wir prüften die Erkennung von Nestgenossinnen bei A. cerana, A. florea, A. andreniformis und A. dorsata mit drei Testsystemen: einem Standard-Biotest (zwei Bienen aus verschiedenen Völkern wurden in einem Glas beobachtet), Verstellen von Bienenvölkern (nur A. cerana) und Applikation von Pheromonen zur Nesterkennung.

Bei keiner der geprüften Bienenarten (mit Ausnahme von A. cerana in einem Fall) konnte eine Nestgenossinnen-Erkennung nachgewiesen werden. Möglicherweise werden Unterschiede zwischen Nestgenossinnen und Nicht-Nestgenossinnen wahrgenommen, aber Abwehrreaktionen gegenüber fremden Bienen der gleichen Art blieben aus. Auch saisonale Effekte wurden getestet, indem die Biotests in Abständen über das ganze Jahr durchgeführt wurden. Da keine saisonalen Schwankungen auftraten, kann das Fehlen einer spezifischen Nestgenossinnen-Erkennung bei den drei getesteten Arten nicht von saisonalen Faktoren abhängen.

Unsere Ergebnisse lassen sich unter ökologischen Gesichtspunkten wie folgt interpretieren: A. mellifera gehört zur hoch entwickelten höhlenbrütenden Gruppe innerhalb der Gattung Apis, während A. florea und A. andreniformis zu den primitiveren „Zwerghonigbienen“ gehören. Die große Menge an Futtervorräten und die weit verbreitete Räuberei scheint bei A. mellifera die Entwicklung einer effektiven Erkennung von Nestgenossinnen begünstigt zu haben. Aus dem aggressiven Verteidigungsverhalten bei A. mellifera kann man demnach schließen, dass die Futtervorräte im Volk einen sehr hohen Wert darstellen und sich die Verteidigung dieser Vorräte lohnt. Damit erhebt sich die Frage, ob A. mellifera bezüglich des Verteidigungsverhaltens einzigartig innerhalb der Gattung Apis ist oder ob andere höhlenbrütende Apis-Arten wie A. koschevnikovi, A. nuluensis und A. nigrocincta ebenfalls ihr Nest aggressiv verteidigen, wenn sie mit Nicht-Nestgenossinnen konfrontiert werden.