Bienen mit QR-Code lüften Geheimnisse des Bienenstocks
Wie lange bleiben Bienen im Stock, wie lange sind sie unterwegs? Diesen Fragen sind Forschende aus den USA nachgegangen und haben Hunderte von Insekten mit Hilfe eines QR-Codes getrackt.
Was machen Bienen den ganzen Tag? Forschende haben sich das Treiben in einem Bienenstock genauer angeschaut, indem sie den Insekten QR-Codes auf den Rücken klebten.
Foto: PantherMedia / Hermann Otto Feis
Mehrere hundert Bienen im ländlichen Pennsylvania und im ländlichen New York tragen winzige QR-Codes auf dem Rücken. Die kleinen Etiketten sind mehr als nur die neueste Imkermode, sie dienen einem wissenschaftlichen Zweck: Sie verfolgen, wann Bienen in ihre Bienenstöcke ein- und aus ihnen ausfliegen, um besser zu verstehen, wie lange Honigbienen außerhalb ihrer Bienenstöcke nach Nahrung suchen.
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Darum geht es
Forschende der Penn State University in den Vereinigten Staaten haben ein automatisiertes Bildgebungssystem entwickelt, das es ermöglicht, Bienen beim Ein- und Ausflug zu verfolgen. Die QR-Codes, sogenannte Treuhand-Tags, enthalten nur minimale Informationen, reichen jedoch aus, um jede Biene eindeutig zu identifizieren. Ein Sensor am Eingang des Bienenstocks erfasst Daten wie Zeit, Datum und Richtung der Bewegung.
Mit dieser Methode sammeln die Forschenden detaillierte Informationen über das Verhalten von Bienen. Laut Margarita López-Uribe, einer Expertin für Entomologie an der Penn State University, bietet diese Technologie neue Möglichkeiten, komplexe Systeme wie Bienenkolonien zu analysieren: „Die Anzahl der Beobachtungen, die wir als Menschen machen können, wird nie an das heranreichen, was eine Maschine leisten kann.“
Das Problem der herumlungernden Bienen
Die ersten Ergebnisse der Studie zeigen, dass die meisten Bienenflüge nur wenige Minuten dauern. Allerdings gibt es Ausnahmen: Eine kleine Anzahl von Bienen ist mehr als zwei Stunden unterwegs. Diese langen Flüge könnten auf weiter entfernte Futterquellen hinweisen oder darauf, dass die Biene den Rückweg nicht mehr gefunden hat. Interessanterweise verbringen Bienen in Wochen mit weniger Blumen deutlich mehr Zeit außerhalb des Stocks – ein Hinweis darauf, dass sie weiter reisen müssen, um Nahrung zu finden.
Eine der größten Herausforderungen bei der Überwachung war es, sogenannte „herumlungernde“ Bienen aus den Daten zu filtern. Diese verweilen am Eingang des Bienenstocks und wurden oft mehrfach von der Kamera erfasst. Laut Diego Penaloza-Aponte, einem Elektrotechnik-Doktoranden, löst die Programmierung dieses Problem, indem irrelevante Daten herausgefiltert werden.
Ein interdisziplinärer Ansatz
Das Projekt entstand durch die Zusammenarbeit von Entomologinnen und Entomologen mit Ingenieurinnen und Ingenieuren. Während die Elektrotechnik-Expertinnen und -Experten lernten, mit Bienen umzugehen, gewannen die Biologinnen und Biologen Einblicke in die technischen Herausforderungen. Gemeinsam entwickelten sie ein System, das mit Solarenergie betrieben werden kann und in ländlichen Gebieten einsetzbar ist. Alle verwendeten Komponenten sind handelsüblich und kosten weniger als 1500 US-Dollar pro Bienenhaus mit sechs Kolonien.
„So etwas gab es bisher noch nicht“, erklärte Julio Urbina, Professor für Elektrotechnik. „Diese Arbeit ist ein erster Schritt, der viele neue Möglichkeiten eröffnet.“ Besonders wichtig ist, dass die Technik als Open Source entwickelt wurde. Das bedeutet, dass Imkerinnen und Imker sowie andere Forschende sie leicht nachbauen und anpassen können.
Herausforderungen der ökologischen Bienenhaltung
Ein wichtiger Aspekt der Forschung betrifft die ökologische Bienenhaltung. Hier gelten strenge Anforderungen: Bienenstöcke dürfen nicht in der Nähe von Gebieten mit chemischen Pestiziden stehen, und es muss genügend unberührte Natur in der Umgebung geben. Aktuelle Standards fordern eine Schutzzone von bis zu 10 Kilometern. Margarita López-Uribe vermutet jedoch, dass diese Entfernung übertrieben ist. Die meisten Bienen fliegen viel kürzere Strecken, oft weniger als einen Kilometer.
Eine präzisere Messung der Futterreichweite könnte diese Standards anpassen und die ökologische Imkerei erleichtern. Bisher beruhte das Wissen über die Futterentfernungen weitgehend auf Beobachtungen des Schwänzeltanzes, einem Verhalten, bei dem Bienen Informationen über Nahrungsquellen weitergeben. Diese Beobachtungen waren jedoch zeitaufwendig und ungenau. Die QR-Code-Technologie ermöglicht nun eine automatisierte und detaillierte Datenerfassung.
Ein Blick in die Zukunft
Die Forschenden planen bereits den nächsten Schritt. Gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Virginia Tech wollen sie untersuchen, wie die Dauer der Nahrungssuche mit den Schwänzeltänzen übereinstimmt. Außerdem sollen weitere Bienenarten sowie Drohnen und Königinnen markiert werden, um noch tiefere Einblicke in die Dynamik eines Bienenvolks zu gewinnen.
Robyn Underwood, eine Dozentin für Bienenzucht, erklärte, dass die Technik nicht nur für die Forschung nützlich ist: „Wir planen Workshops, in denen Imkerinnen und Imker lernen können, wie sie diese Systeme selbst aufbauen und nutzen.“
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