Bienen wechseln ihre Farbe – je nach Wetterlage

Manche Wildbienenarten sind echte Wetterkünstler: Je nach Luftfeuchtigkeit wechseln sie ihre Farbe von einem dunklen Blaugrün zu einem rötlich-gelben oder blassen kupfergrünen Ton – und zurück. Ein Forschungsteam um Dr. Madeleine Ostwald von der Queen Mary University London hat dieses faszinierende Phänomen nun erstmals bei nordamerikanischen Schweißbienen der Art Agapostemon subtilior nachgewiesen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Fachjournal "Biology Letters".

In kontrollierten Laborexperimenten beobachteten die Forschenden anhand von jahrealten Museumspräparaten, dass die Bienen bei trockener Luft mit einer Luftfeuchtigkeit von weniger als zehn Prozent in einem tiefen Blaugrün erscheinen. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit auf etwa 95 Prozent änderte sich die Färbung der Insekten innerhalb von 24 Stunden zu einem wärmeren, kupfernen oder gelblich-orangenen Farbton. Sobald die Luftfeuchtigkeit wieder sank, kehrten die Tiere zu ihrer bläulichen Färbung zurück – ein vollständig reversibler Prozess.

Die Studie ergab zudem, dass ältere Exemplare, die bereits drei bis sechs Jahre in Sammlungen aufbewahrt worden waren, stärkere Farbveränderungen zeigten als jüngere. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermuten, dass der äußere Panzer der Bienen mit dem Alter durchlässiger für Feuchtigkeit wird, was den Farbwechsel-Effekt verstärkt.

Wie die Forschenden berichten, werden die Farbwechsel nicht durch Pigmente verursacht, sondern durch Strukturfarben – mikroskopisch kleine Kristalle, Lamellen oder Gitterschichten in der Insektenhaut. Das Licht werde an diesen Strukturen unterschiedlich gebrochen, wodurch das charakteristische Schillern entsteht.

Die genaue physikalische Ursache bei den analysierten Bienen ist zwar noch nicht abschließend geklärt, doch vieles deutet darauf hin, dass bei erhöhter Luftfeuchtigkeit die mehrschichtigen Strukturen im Panzer der Bienen aufquellen, was die Lichtbrechung verändert und zu längerwelligem, wärmerem Licht führt. Ein ähnlicher physikalischer Mechanismus ist auch bei den schillernden Federn von Kolibris, bei einigen Käfern und Schmetterlingen oder auch bei den welchselnden Hautfarben von Tintenfischen bekannt.

Um zu untersuchen, ob diese Laboreffekte auch in der Natur auftreten, analysierten die Forschenden mehr als tausend öffentlich zugängliche Fotografien aus der Citizen‑Science‑App iNaturalist. Ihre Analyse der Aufnahmen von der US-Westküste und aus Mexiko bestätigte den Trend: Wildbienen, die in Regionen mit höherer Luftfeuchtigkeit fotografiert worden waren, wiesen auf den Bildern tendenziell rötlichere Farbtöne auf als Artgenossen in trockeneren Gebieten. 

Die Funktion dieses Farbwechsels bei den untersuchten Wildbienen ist nach Auskunft des Forschungsteams um Madeleine Ostwald bislang nicht geklärt. Die Ergebnisse der neuen Untersuchung zeigen jedoch, wie stark Umweltfaktoren wie Luftfeuchtigkeit das Erscheinungsbild von Insekten beeinflussen können – selbst bei Merkmalen, die auf den ersten Blick unveränderlich wirken. 

Diese Entdeckung habe damit wichtige Konsequenzen für die Wissenschaft: Wenn die Farbe eines Insekts so stark von der aktuellen Luftfeuchtigkeit abhängt, müsse man bei der Interpretation von Farben bei Museumsexemplaren äußerst vorsichtig sein. Diese spiegelten unter Umständen nicht das tatsächliche Erscheinungsbild der lebenden Tiere in ihrem natürlichen Lebensraum wider.

In einer Mitteilung der Queen Mary University London sagt Dr. Madeleine Ostwald: "Wenn Menschen an Bienen denken, stellen sie sich oft unscheinbare, braune Honigbienen vor. In Wirklichkeit sind Bienen unglaublich vielfältig und farbenfroh – und wir beginnen gerade erst zu verstehen, wie ihr Aussehen das Klima widerspiegelt, in dem sie leben. Auch verleiht unsere Entdeckung der Frage, warum sich diese Farben überhaupt entwickelt haben, eine ganz neue Ebene des Rätsels."