Hummeln überleben unter Wasser: Forscher entschlüsseln Atemgeheimnis der Königinnen
Die erstaunliche Fähigkeit von Hummelköniginnen, über längere Zeit unter Wasser zu überleben, ist seit einigen Jahren bekannt. Doch wie genau gelingt ihnen dieses Kunststück während ihrer Winterruhe? Kanadische Wissenschaftler haben nun das Geheimnis gelüftet und ihre bahnbrechenden Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift »Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences« veröffentlicht.
Winterruhe unter der Erde mit Überschwemmungsrisiko
Mehrere Monate im Jahr fallen Hummelköniginnen in einen speziellen Winterschlaf, die sogenannte Diapause. Während dieser Phase graben sie sich in die Erde ein, wo sie vor Fressfeinden geschützt sind – allerdings nicht vor Überschwemmungen. Wenn starker Regen fällt oder Schnee schmilzt, können ihre unterirdischen Verstecke vollständig mit Wasser volllaufen. Für die meisten Insekten wäre dies tödlich, doch Hummelköniginnen besitzen eine außergewöhnliche Überlebensstrategie.
Experimente im Labor enthüllen erstaunliche Mechanismen
Das Forschungsteam der Universität Ottawa untersuchte die Gemeine Östliche Hummel (Bombus impatiens), die in Nordamerika heimisch ist. Um winterliche Bedingungen zu simulieren, platzierten sie die Königinnen in einem dunklen Kühlschrank, um sie in den Diapause-Zustand zu versetzen. Anschließend setzten sie die schlafenden Hummeln in luftdichte Kammern, die sie kontrolliert mit Wasser fluteten – einige Tiere für wenige Stunden, andere für bis zu acht Tage.
Mithilfe spezieller Messgeräte überwachten die Wissenschaftler genauestens die Gase, die in die Hummelkörper ein- und ausströmten. Diese Messungen erfolgten vor dem Untertauchen, während des Experiments und bis zu einer Woche danach. Zusätzlich testeten sie die Tiere auf Laktat, eine chemische Substanz, die sich bei Sauerstoffmangel im Körper ansammelt.
Reduzierte Atmung und Notfall-Energiesystem
Die Ergebnisse waren verblüffend: Die Hummelköniginnen produzierten unter Wasser weiterhin Kohlendioxid in geringen, aber nachweisbaren Mengen. Dies beweist eindeutig, dass sie auch in dieser extremen Situation weiteratmeten. Allerdings war die CO2-Produktion deutlich reduziert im Vergleich zu ihrem normalen Schlafzustand an der Luft.
Die reduzierte Unterwasseratmung reichte allein nicht aus, um den gesamten Energiebedarf zu decken. Daher aktivierten die Tiere ein spezielles Notfall-Energiesystem, das ohne Sauerstoff funktioniert. Dieser Prozess führte zur beobachteten Laktatansammlung in ihren Körpern. Nachdem die Hummeln aus dem Wasser geholt wurden, stieg ihre Kohlendioxidproduktion drastisch an – ein Zeichen dafür, dass ihre Körper sich erholten und das angesammelte Laktat abbauten.
Überlebensstrategie für extreme Lebensräume
Die Forscher betonen in ihrer Studie, dass diese einzigartige Fähigkeit die »Grundlage ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Umweltbedingungen« darstellt. Nur dank dieser speziellen Anpassung können Hummelköniginnen in »überschwemmungsgefährdeten Lebensräumen« überleben und so das Fortbestehen ihrer Art sichern. Während alle anderen Mitglieder des Hummelvolks sterben, überdauern ausschließlich die befruchteten Königinnen den Winter – selbst wenn ihre Erdverstecke komplett unter Wasser stehen.
Diese Entdeckung wirft nicht nur neues Licht auf die erstaunlichen Überlebensstrategien von Insekten, sondern könnte auch wichtige Impulse für die Erforschung von Anpassungsmechanismen an extreme Umweltbedingungen liefern.
