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Insektenforschung : Nützliche Untermieter im Insektendarm

  • -Aktualisiert am

Ohne ihr Mikobiom könnten Honigbienen nicht überleben. Bild: dpa

Nicht nur Menschen und Säugetiere, auch viele Insekten profitieren von der heilenden Wirkung der Darmflora. Die Bakterien helfen nicht nur bei der Verdauung. Die Darmflora schützt auch Bienen vor Pflanzengiften und stärkt den Panzer von Rüsselkäfern.

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          Verdauung ist keine sterile Angelegenheit. Gewöhnlich wird der Darm von Bakterien bevölkert, die mit ihrem Gastgeber in einer Symbiose leben: Wo sie sich breitmachen, wird es für Krankheitserreger schwierig, sich ebenfalls einzunisten. Außerdem knacken die nützlichen Mikroben auch schwer Verdauliches, mitunter sogar Toxisches. Sie ernähren sich von organischen Molekülen, bei denen gängige Verdauungsenzyme wenig oder gar nichts ausrichten können. Wobei ein Teil der Abbauprodukte dem Stoffwechsel des Gastgebers zugutekommt. Das gilt offenkundig auch für die Aktivitäten von Bakterien im Bienendarm, wie zwei Schweizer Wissenschaftler herausgefunden haben.

          Lucie Kešnerová von der Universität Lausanne und Ruben Marsin von der ETH Zürich haben entdeckt, dass die Darmflora der Honigbiene weit weniger vielfältig ist als etwa die des Menschen. Stichproben rund um den Globus bestätigen, dass sie zu mehr als neunzig Prozent aus nur sieben verschiedenartigen Bakterien besteht: Vier tummeln sich vorwiegend im hinteren Teil des Mitteldarms, drei bevölkern bevorzugt den anschließenden Abschnitt des Verdauungstrakts, den Enddarm.

          Mit diesem überschaubaren Mikroben-Inventar können Honigbienen vermutlich deshalb klarkommen, weil sie keinen sonderlich abwechslungsreichen Speiseplan haben. Sie leben ausschließlich von Nektar und Pollen. Die zuckersüße Belohnung, mit der Blüten ihre Besucher locken, ist ausgesprochen leicht verdaulich. Taugt allerdings nicht für eine ausgewogene Ernährung. Dafür enthält der Nektar viel zu wenig Aminosäuren. Diese Bausteine für die Produktion von Proteinen stammen hauptsächlich aus den Pollenkörnern, die Honigbienen auf den Blüten einsammeln. Aus Sporopollenin und Phenolamiden aufgebaut, ist die äußere Pollenhülle äußerst resistent gegen Angriffe von Verdauungsenzymen. Verstärkt wird die chemische Barrikade durch eingelagerte Flavonoide. Manche dieser Pflanzenstoffe aus der Gruppe der Polyphenole sind für Insekten toxisch, andere schützen vor Bakterien. Was die Pollensäcke einer Blüte ausstreuen, hat derart verpackt gute Chancen, unversehrt auf einer anderen Blüte zu landen und sie zu befruchten.

          Darmbakterien der Honigbiene unter dem Fluoreszenzmikroskop
          Darmbakterien der Honigbiene unter dem Fluoreszenzmikroskop : Bild: Universität Lausanne

          Hungrige Bienen können die Wand der Pollenkörner allerdings ohne weiteres mit ihren Mundwerkzeugen aufreißen. So kommen sie an Eiweiß und einfache Zucker heran, die sich ohne fremde Hilfe verdauen lassen. Um auch Pektine und andere komplexe Kohlenhydrate zu zerlegen, sind jedoch die Bakterien gefragt, die den Bienendarm bevölkern. Dass sich die Darmflora sogar über schwer Angreifbares aus der äußeren Pollenhülle hermacht, berichten die beiden Schweizer Forscher in der Online-Zeitschrift „Plos Biology“.

          Zur Untermiete im Bienendarm

          Doch welche Bewohner des Bienendarms attackieren welche Pflanzenstoffe? Um das zu erkunden, verschafften sich die Wissenschaftler zunächst Versuchstiere, die jeweils nur eine einzige Bakterienart beherbergten: Aus einem gesunden Bienenstock holten sie einige Arbeiterinnen, die noch in ihrer Puppenhülle steckten, und brachten sie in eine sterile Umgebung. Die geschlüpften Tiere wurden dann mit sterilem Zuckerwasser und sterilisiertem Pollen ernährt. So konnte nur eine ganz bestimmte Art von Bakterien, die jeweils ins Futter gemischt wurde, den Bienendarm besiedeln.

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