Ein internationales Forscherteam hat das Erbgut der Honigbiene entschlüsselt. Damit erhalten die Wissenschaftler erstmals Einblicke in die biologischen Grundlagen des komplexen sozialen Lebens von staatenbildenden Insekten sowie Erkenntnisse über Abstammung und Entwicklung der Bienen. Mit der Honigbiene Apis mellifera wurde nach der malariaübertragenden Anophelesmücke und der Taufliege das dritte Insekt genetisch vollständig unter die Lupe genommen. Insgesamt enthält das Erbgut der Honigbiene 10.157 Gene und damit weniger als das der anderen Insekten.
Die Forscher suchten die Honigbiene für die Sequenzierung aus, da sie in einer einzigartigen sozialen Gesellschaftsstruktur lebt. Durch den Vergleich mit dem Genom der beiden anderen Insekten, die keine derartigen Sozialstrukturen bilden, können daher Erkenntnisse gewonnen werden, wie der soziale Lebensstil entstanden sein könnte und wie er wiederum das Erbgut geformt hat. So haben einige Gene etwa neue Funktionen während der Entwicklung der sozialen Gesellschaft übernommen, entdeckten die Forscher.
Das Genom der Honigbiene unterscheidet sich zum Teil deutlich vom Erbgut der anderen beiden Insekten: Es enthält weniger Gene für die Produktion der Chitinhülle, die angeborene Immunabwehr, Entgiftungsenzyme und Geschmacksrezeptoren. Dafür besitzt die Biene zusätzliche Gene für die Nektar- und Pollennutzung und mehr Rezeptoren für den Geruch. Die Wissenschaftler erklären dies mit der ausgedehnten Kommunikation der Honigbienen über Duftstoffe, die ihnen beim Erkennen von Gesellschaftsklassen und fremden Bienen sowie bei der Nahrungssuche oder während des Schwänzeltanzes helfen.
Teile der Gen-Regulation und der inneren Uhr der Honigbiene ähneln denen der Wirbeltiere stärker als denen anderer Insekten, entdeckten die Forscher. Bis jetzt waren Wissenschaftler davon ausgegangen, dass die Regelung des Tagesrhythmus der Tiere entweder insekten- oder wirbeltierspezifisch sei.
Auch über Herkunft und Abstammung der Honigbienen verrät das Genom den Forschern einiges: Durch einen Vergleich bestimmter Marker zwischen verschiedenen Populationen und Unterarten entdeckten sie, dass die Urbiene in mindestens zwei Schüben von Afrika nach Europa und Asien wanderte. Heute leben von den zehn Honigbienenarten neun in Asien und eine in Europa. Diese entwickelte zwölf Unterarten, von denen die erste 1622 nach Amerika kam. Die 1956 in Brasilien eingeführte Killerbiene ist ebenfalls eine dieser Unterarten. Mittlerweile hat sie sich über den Kontinent verbreitet, mischt sich und ersetzt die anderen Unterarten.
Das Baylor College of Medicine in Houston stellt das komplette sequenzierte Genom im Internet zur Verfügung unter www.hgsc.bcm.tmc.edu/projects/honeybee/.
The Honey Bee Genome Sequencing Consortium: Nature, Bd. 443, S. 931 Science, Bd. 314, ab S. 642 ddp/wissenschaft.de ? Sabine Keuter
