Schwarmintelligenz: Roboter, die sich wie Bienen verhalten

Eine Forschergruppe aus Graz untersucht in einem vom Wissenschaftsfonds FWF finanzierten Projekt das Verhalten junger Bienen unmittelbar nach dem Schlüpfen und überträgt es erfolgreich auf Roboter. Die Brutpflege-Strategien der Bienen erweisen sich dabei als besonders effizient.

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Bienen leben in hochorganisierten Verbänden, das ist bekanntes Wissen. Die besondere Form ihres Zusammenlebens hilft ihnen, im Gegensatz zu Wespen oder Hummeln, als gesamter Schwarm im Bienenstock zu überwintern. Ein bisher wenig bekannter Teil dieses Systems ist jedoch das Verhalten sehr junger Bienen am Tag nach dem Schlüpfen.

Eine Gruppe um den Zoologen Thomas Schmickl von der Karl-Franzens-Universität Graz hat sich dieses Verhalten genauer angesehen und entdeckt, dass es komplexer ist als angenommen. In einem vom Wissenschaftsfonds FWF finanzierten Projekt erstellte das Forscherteam ein Verhaltensmodell der jungen Bienen und übertrug dieses auf Roboter, wo sich die Strategie der Bienen als unerwartet effektiv erwies.

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Bienen gehen dorthin, wo es warm ist

„Frisch geschlüpfte Baby-Bienen tun einen Tag lang nichts Besonderes. Sie putzen die Zellen, aus denen sie geschlüpft sind, damit die Königin dann neue Eier hineinlegen kann", erklärt Thomas Schmickl. "Das Verhalten dieser Baby-Bienen hat man früher nicht ernst genommen, aber es hat sich gezeigt, dass es essenziell für das Aufrechterhalten des Systems der Honigbienen ist, das es ihnen erlaubt zu überwintern."

Die Temperatur im Stock hat dabei zentrale Bedeutung: Eine Bienenlarve ist das am schnellsten heranwachsende Lebewesen der Welt. Innerhalb von fünf Tagen vertausendfacht sie ihre Körpermasse. „Kein Lebewesen auf der Welt wächst so schnell, relativ zur Ausgangsgröße. Das ist nur möglich, weil die Bienen das Brutnest auf 35 bis 37 Grad aufheizen und der Stoffwechsel auf Hochtouren läuft", berichtet Schmickl. In welche Zellen die neuen Eier gelegt werden, hängt von deren Temperatur ab. Höhere Temperatur bedeutet bessere Nutzung der vorhandenen Wärme.

„Die Baby-Bienen sorgen dafür, dass dieses Brutnest kompakt ist und die erzeugte Wärme auch gut ausgenutzt wird. Welche der Zellen der Bienennachwuchs putzt, ist entscheidend, um das Nest am Leben zu erhalten", sagt Schmickl. Die frisch geschlüpften Bienen putzen bevorzugt dort, wo die Temperatur höher ist.

„Wir haben die Situation in einem Laborversuch nachgebaut und Bienen in einem Feld mit unterschiedlichen Temperaturen laufen lassen. Dabei haben wir festgestellt, dass die jungen Bienen keineswegs einem einfachen Programm folgen, sondern ein relativ kompliziertes Verhalten zeigen. Wir konnten grob vier verschiedene Verhaltenstypen identifizieren: Die Ziel-Finder, die direkt zur wärmsten Stelle gehen, die Random Walker, die einfach kreuz und quer gehen und sich überhaupt nicht um die Temperatur kümmern, die Wall-Follower, die am Rand des Brutnestes entlanggehen, und diejenigen, die gar nichts tun."

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