Dokument: Impact of colour preferences on the foraging behaviour of tropical stingless bees

Titel:	Impact of colour preferences on the foraging behaviour of tropical stingless bees
Weiterer Titel:	Einfluss von Farbpräferenzen auf das Fouragierverhalten tropischer Stachelloser Bienen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=49890
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20190619-092332-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Köthe, Sebastian [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,75 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 13.06.2019 / geändert 13.06.2019
Beitragende:	Prof. Dr. Lunau, Klaus [Gutachter] Prof. Dr. Beye, Martin [Gutachter]
Stichwörter:	Stachellose Bienen, Farbpräferenzen,
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Soziale Bienen sind als wichtige Bestäuber in ihren jeweiligen Lebensräumen bekannt, allerdings werden hinsichtlich vieler Aspekte der Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Bestäubern einzelne Arten wie Apis mellifera oder Bombus terrestris untersucht und verallgemeinerte Schlussfolgerungen für soziale Bienen gezogen. Stachellose Bienen sind mit Abstand der artenreichste und vielfältigste Tribus sozialer Bienen, mit mehr als 500 beschriebenen Arten. Im Vergleich zu der domestizierten Westlichen Honigbiene produzieren stachellose Bienen weniger Honig, aber sie haben sich als effektive Bestäuber für viele Nutzpflanzen erwiesen, auch für Nutzpflanzen, die für Honigbienen ungeeignet sind, wie beispielsweise für vibrationsbestäubte Pflanzen in Gewächshäusern. Stachellose Bienen sind in den Tropen verbreitet, wo Honigbienen für die Bestäubung von Nutzpflanzen eingeführt werden. Honigbienen sind nicht die besten Bestäuber für viele Nutzpflanzen, aber ihre einfache Handhabung, Koloniegröße, Honigproduktion und das große Wissen über deren Biologie, das in den letzten Jahrhunderten gesammelt wurde, machen sie zu wichtigen Nutztieren für den Menschen. In dieser Studie untersuchten wir die Farbpräferenzen stachelloser Bienen, um zu analysieren, ob alle sozialen Bienen ähnliche Farben bevorzugen oder ob ihr Auswahlverhalten unterschiedlich ist. Frühere Studien untersuchten den engen Zusammenhang zwischen floraler Farbreflexion und der Farbenwahrnehmung von Hummeln und Honigbienen. Basierend auf diesen Informationen gingen wir davon aus, dass die Farbwahrnehmung verschiedener Bienenarten ähnlich sein sollte, was die Präferenzen für bestimmte Farbeigenschaften von Blüten betrifft, wie bläuliche Farbtöne und hohe Sättigungswerte, da beide Parameter mit höheren Nektarbelohnungen verbunden sein können. Zunächst wurden die angeborenen Präferenzen der australischen stachellosen Biene Tetragonula carbonaria analysiert, indem kleinen Gruppen von Sammlerinnen die Wahl zwischen zehn verschiedenfarbigen Breitbandstimuli unter Laborbedingungen geboten wurde. Die Arbeiterinnen wählten häufiger bläuliche Farben und wurden durch Grünkontrast und einem Zusammenspiel von Grünkontrast und Sättigung beeinflusst. Darauf folgend wurde ein reziproker Wahlversuch mit T. carbonaria durchgeführt, in welchem erfahrene Arbeiterinnen individuell für die Futtersuche in einer Arena trainiert wurden. Die Arbeiterinnen hatten die Wahl zwischen Stimuli mit dem gleichen Blauton, die sich entweder in ihrer Sättigung oder in ihrer Helligkeit unterschieden. Weder Helligkeit noch Sättigung beeinflussten die Farbwahl der Arbeiterinnen. Das gleiche Experiment wurde mit A. mellifera durchgeführt, die deutlich häufiger Farben mit hoher Sättigung wählten, ohne Präferenzen aufgrund der Helligkeit zu zeigen. Zwei Experimente zur Farbbevorzugung von stachellosen Bienen wurden in Brasilien durchgeführt. Im ersten Experiment mussten die Arbeiter zweier Melipona-Arten eine Wahl aus vier verschiedenen Farbtönen oder demselben Farbton mit je vier unterschiedlichen Variationen der Farbparameter Helligkeit und Sättigung treffen. M. quadrifasciata bevorzugte gelb, während M. mondury UV-reflektierendes blau bevorzugte. Im zweiten Experiment wurden M. bicolor und Partamona helleri individuell trainiert und mussten 57 mal aus je zwei Stimuli wählen, in denen Farben mit unterschiedlichen Farbtönen oder unterschiedlichen Helligkeits- und Sättigungswerten angeboten wurden. Während M. bicolor alle Farben generalisiert, wählten die Arbeiterinnen von P. helleri deutlich häufiger bläuliche Farbtöne und bevorzugten hohe Sättigung. Die für P. helleri erzielten Ergebnisse entsprechen bekannten Präferenzen von Honigbienen und Hummeln, während die Ergebnisse der anderen getesteten stachellosen Bienenarten nicht denen anderer sozialer Bienen entsprechen. Ein Grund für die Divergenz der Farbpräferenzen zwischen den meisten stachellosen Bienen und Honigbienen könnte die Kommunikation über Duftsignale von stachellosen Bienen, sogenannte Duftmarken, sein. Es ist bekannt, dass stachellose Bienen Duftmarken für die Rekrutierung von Mitgliedern ihres Nests verwenden. Das letzte Experiment dieser Studie untersuchte die Bedeutung der gesetzten Duftmarken, der Farbe und der Lage auf die Auswahl der Nahrungsquellen der Bienen. M. subnitida und Plebeia flavocincta wurden in Brasilien trainiert, an Zuckerwasserspendern zu furagieren, während Honigbienen in Deutschland auf die gleiche Weise trainiert wurden. Alle drei Arten bevorzugten signifikant die Futterspender, die zuvor von Artgenossen markierten wurden. Bei der Wahl zwischen einem blauen und einem gelben Futterspender wählten die Honigbienen den blauen Futterspender am häufigsten, während die stachellosen Bienen die zuvor trainierte Farbe bevorzugten. Allein M. subnitida bevorzugte zusätzlich Futterspender, die näher an ihrem Nest positioniert waren. Insgesamt deuten die Ergebnisse dieser Studie darauf hin, dass die Farbpräferenzen bei sozialen Bienen einige Ähnlichkeiten aufweisen, aber insgesamt scheint Farbe für stachellose Bienen für die Blütenwahl weniger wichtig zu sein. Die Rekrutierung über Duftmarken oder Anpassungen an den jeweiligen Lebensraum könnte für die unterschiedlichen Farbpräferenzen der sozialen Bienen verantwortlich sein. Umgebungslichtverhältnisse sowie physiologische Eigenschaften, wie die Größe der Augen, die mit der Körpergröße korrelieren, die bei vielen stachellosen Bienen im Vergleich zu Honigbienen kleiner ist, können Gründe für ein schlechteres Farbsehen oder eine schwächere Abhängigkeit von visuellen Signalen sein. Social bees are known as important pollinators in their respective habitats, however, concerning many aspects of plant-pollinator interactions single species such as Apis mellifera or Bombus terrestris are investigated and general conclusions are drawn for social bees. Stingless bees are by far the most speciose and diverse tribe of social bees, with more than 500 described species. In comparison to the domesticated Western honey bee, stingless bees produce less honey, but they have proven to be effective pollinators for many crops, including unsuitable crops for honey bees like buzz-pollinated plants in greenhouses. Stingless bees are distributed throughout the Tropics, where honey bees are introduced for pollination services of crops and the production of honey. Honey bees are not the best pollinators for many crop plants, but their easy handling, colony size, honey production and the vast knowledge that was gathered concerning their biology over the past centuries make them important livestock for humans. In this study, we investigated colour preferences of stingless bees to analyse whether all social bees prefer similar colours or if their choice behaviour is divergent. Previous studies investigated the close association between floral colour reflectance and bee colour perception. Based on these information, we assumed that colour perception in bees should be similar in means of preferences for specific colour traits of flowers, like bluish hues and high values of saturation because both parameters can be associated with higher nectar rewards. First, innate preferences of the Australian native stingless bee Tetragonula carbonaria were analysed by offering small groups of foragers a choice between ten differently coloured broadband stimuli under laboratory conditions. The workers chose bluish colours more often and were influenced by higher green contrast and an interaction between green contrast and saturation. In an additional reciprocal experiment with T. carbonaria, experienced workers were individually trained to forage in an arena. They were given the choice between stimuli of the same blue colour hue that either differed in saturation or brightness. Neither brightness nor saturation influenced their colour choices. The same experiment was conducted with A. mellifera that chose high saturated colours significantly more frequent, while showing no preferences based on brightness. Two experiments concerning colour preferences of stingless bees were executed in Brazil. In the first experiment, workers of two Melipona species had to make quadruple choices of different colour hues or of the same colour hue with different variations of the colour parameters brightness and saturation. M. quadrifasciata preferred yellow, whereas M. mondury preferred UV-reflecting blue. In the second experiment, M. bicolor and Partamona helleri were individually trained and had to make 57 dual choices, in which colours with differing hues or differing values of brightness and saturation were offered. While M. bicolor generalized all colours, workers of P. helleri chose bluish colour hues significantly more frequent and also preferred high values of saturation. The results obtained for P. helleri refer to known preferences of honey bees and bumble bees, while the results for the other tested stingless bee species do not resemble those of other social bees. One reason for the divergence of colour preferences between most stingless bees and honey bees could be the communication via olfactory signals by stingless bees, so called scent marks. Stingless bees are known to use scent marks for the recruitment of nestmates. The last experiment of this study explored the importance of deposited scent marks, colour and location on the bees’ selection of food sources. M. subnitida and Plebeia flavocincta were trained to forage on mass feeders in Brazil, whereas honey bees were trained the same way in Germany. All three species significantly preferred the feeder that was previously scent marked by conspecifics. When given the choice between a blue and a yellow feeder honey bees chose the blue feeder with strong fidelity, while the stingless bees preferred the feeder they were trained to in most cases. M. subnitida additionally preferred feeders with closer proximity to their hive. In total, the results of this study suggest that colour preferences in social bees have some similarities, but overall colour seems to be less important to stingless bees. The recruitment via scent marks or adaptations to their respective habitat could be responsible for the differences of colour preferences in social bees. Ambient light conditions as well as physiological characteristics, like the size of the bees’ eyes that correlate with body size which is smaller in many stingless bees compared to honey bees, could be reasons for poorer colour vision or a weaker dependence on visual cues.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	19.06.2019
Dateien geändert am:	19.06.2019
Promotionsantrag am:	20.03.2019
Datum der Promotion:	06.06.2019