Eine nordamerikanische Bienenart passt sich den Umgebungsbedingungen an. Je nach Trockenheit oder Nässe schimmert der Panzer blaugrün bis gelb-rot. Wozu dieser Effekt dient, können die Fachleute bisher nicht sagen.
Eine bestimmte Bienenart ändert ihre Farbe je nach Wetter. Ein Forscherteam hat am Beispiel der nordamerikanischen Biene Agapostemon subtilior nachgewiesen, dass die Farbe der Tiere von der Luftfeuchtigkeit in der Umgebung abhängt. Dabei handelt es sich um einen passiven Effekt der Insekten, wodurch die Farben des Körpers variieren.
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Wie das Team um Madeleine Ostwald von der Queen Mary University of London im Fachjournal „Biology Letters“ berichtet, handelt es sich dabei um eine Veränderung der sogenannten Strukturfarbe. Im Gegensatz zu Pigmenten entsteht diese durch die Wechselwirkung von Licht mit mikroskopisch kleinen Strukturen auf dem Panzer der Insekten.
Die nordamerikanischen Schweißbienen erscheinen in trockener Luft eher bläulich, bei hoher Luftfeuchtigkeit glänzen sie hingegen gelblich-orange. Ursache dafür ist die Reaktion der farbgebenden Nanostrukturen in der Insektenkutikula auf die Luftfeuchtigkeit.
Strukturfarben bringen Schmetterlingsflügel und Käferpanzer zum Schillern, machen Blaubeeren blau und ermöglichen Chamäleons ihre faszinierenden Farbwechsel. Bei all diesen Phänomen erzeugen nicht Pigmente, sondern Nanostrukturen den Farbeindruck. Die winzigen Kristalle, Lamellen oder Gitterschichten brechen das Licht auf spezielle Weise und sorgen so für das Irisieren und die leuchtenden Farben.
Auch die Färbung vieler Bienen beruht auf solchen Strukturfarben. „Wenn wir an Bienen denken, haben wir oft die bräunlichen Honigbienen vor Augen“, erklärt Madeleine Ostwald. „Aber in Wirklichkeit sind Bienen unglaublich farbenfroh und vielfältig.“ Beispiele dafür sind die farbig glänzenden Körper vieler Prachtbienen (Euglossini), Mauerbienen (Osminii) oder Schweißbienen (Halictidae).
Einige dieser Bienen können sogar ihre Farbe wechseln. Angeregt durch anekdotische Berichte haben Ostwald und ihr Team dieses Phänomen anhand von Museumsexemplaren und hunderten Aufnahmen in der Citizen-Science-App iNaturalist genauer untersucht. In Laborversuchen setzten sie dafür Schweißbienen der nordamerikanischen Art Agapostemon subtilior
Aus anderen Studien ist bekannt, dass die farbgebenden Nanostrukturen mancher Tiere auf die Luftfeuchtigkeit reagieren. „Durch Wasserabsorption können die farbgebenden Strukturen dann aufquellen und so ihre Lichtbrechung verändern“, erläutern die Wissenschaftler. Für Bienen war dies jedoch bisher weder bekannt noch eingehender untersucht. Das haben Ostwald und ihre Kollegen jetzt nachgeholt.
Die Versuche enthüllten, dass sich die Färbung der Schweißbienen mit der Luftfeuchtigkeit ändert. „Bei normaler Luftfeuchtigkeit von rund 56 Prozent sind diese Bienen grün gefärbt“, berichten die Biologen.
„Je länger wir sie jedoch feuchter Luft aussetzten, desto stärker verfärbte sich die Kutikula der Bienen ins Orange-Gelbliche.“ Wurden die Exemplare hingegen trockener Luft ausgesetzt, schimmerte die Körperoberfläche der Bienen zunehmend bläulich.
Dass diese Farbwechsel auch in der freien Natur vorkommen, bestätigten die Aufnahmen von Agapostemon subtilior aus der iNaturalist-App. Ostmann und ihr Team ermittelten für jedes Bild, wie hoch die Luftfeuchtigkeit am Standort zur Zeit der Aufnahme war.
Dabei zeigte sich: Die Fotos von Agapostemon-Exemplaren aus trockeneren Regionen der USA waren im Schnitt bläulich-grünlicher als solche aus feuchteren Lebensräumen.
„Damit demonstrieren unsere Ergebnisse, dass Feuchtigkeit die Strukturfärbung der Schweißbienen direkt und reversibel ändern kann“, schreiben die Forscher. Sie gehen davon aus, dass ein solcher Farbwechsel auch bei andere Wildbienenarten vorkommt.
„Die meisten Menschen assoziieren Farbwechsel bei Tieren mit einer aktiven Kontrolle wie bei Chamäleons“, konstatiert Ostwald. „Aber diese Bienen suchen sich ihre Farbe nicht aus – ihre Farbveränderung geschieht passiv, in Reaktion auf die Feuchtigkeit in ihrer Umgebung.“
Der zugrundeliegende Mechanismus ist zwar noch nicht untersucht, das Team vermutet aber, dass die mehrschichtigen, farbgebenden Nanostrukturen auf Wasseraufnahme mit Aufquellen reagieren und so vermehrt längerwellige, gelblich-orange Lichtanteile reflektieren.
Dies werfe auch ein ganz neues Licht auf die Rolle des Klimas für die Farbgebung bei Insekten. „Wir beginnen gerade erst zu verstehen, wie das Aussehen dieser Tiere das Klima ihres Lebensraums widerspiegelt“, resümiert Ostwald. (mit dpa-Agenturmaterial)
