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Wasserentzug in der Honigblase - Aquaporine

Gefüllte Honigblase der Honigbiene
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Gefüllte Honigblase der Honigbiene

Dem Nektar bzw. unreifem Honig wird in der Honigblase ein großer Teil des Wassers entzogen. Eine besondere Eigenschaft der Wand der Honigblase ermöglicht den Bienen diese effektive Methode des Wasserentzugs.

In den 1990er Jahren wurde spezialisierte Eiweiße (Proteine) entdeckt, die Wasser durch Zellmembranen leiten (passiver Membrantransport). Diese sogenannten Aquaporine bilden Kanäle in der Zellmembran. Die Kanäle oder Poren sind selektiv für Wasser-Moleküle. Das heißt, dass diese Wasserkanäle ausschließlich Wasser in und aus der Zelle herausfließen lassen. Aquaporine kommen in allen Lebewesen vor.

Zellmembranen sind eigentlich undurchlässig für Wasser. Die Aquaporine ermöglichen dagegen den Fluss von bis zu 3 Milliarden Wasser-Moleküle pro Sekunde. Diese Aquaporine wurden im Jahre 2014 auch in den Zellen der Honigblase der Honigbiene nachgewiesen. Ebenso wurde gezeigt, dass bereits während der Nektaraufnahme der Entzug des Wassers in der Honigblase beginnt.

Ablauf des Wasserentzugs mit Hilfe der Honigblase

  • Die Arbeiterinnen sammeln Nektar und nehmen ihn in die Honigblase auf. Aufgrund der Aquaporine in den Zellmembranen der Honigblase beginnt ein geregeltes Ausströmen von Wassermolekülen durch das dünne Gewebe der Honigblase in die Hämolymphe.
  • Antreibende Kraft für das Ausströmen ist der minimal höhere Druck in der Honigblase bedingt durch die Elastizität des Gewebes und die Kontraktion ihrer glatten Muskulatur.
  • Die ausströmenden Wassermoleküle verdünnen die Hämolymphe. Als Folge regeln die Maliphigischen Gefäße den osmotischen Wert nach und stellen die Homöostase ein. Die Maliphigischen Gefäße nehmen dazu Wasser aus der Hämolymphe in ihr inneres Lumen auf.
  • Die Maliphigischen Gefäße münden im Darm. Das Wasser verteilt sich im Darm und wird dort gespeichert. Von dort wird das Wasser später über das Rektum und die Kloake als feine Tropfen ausgeschieden.
Trachtflug - Nektar sammeln an einer Kirschpflaume
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Trachtflug - Nektar sammeln an einer Kirschpflaume

Erste Phase - erste Stufe

Die erste Phase des Wasserentzug beginnt während der Aufnahme des Nektars und wird während des Fluges zum Bienenstock fortgesetzt. Es muss weniger überschüssiges Wasser transportiert werden. Die Bienen können bei gleichem Volumen der Honigblase bei einem Trachtflug mehr Blüten besuchen und mehr Zucker eingetragen.

Nur ein Teil des Wassers darf in dieser frühen Phase entzogen werden. Wasser wird gebraucht, damit die Enzyme wirken können. Die Enzyme sind Eiweiße, die um aktiv zu sein eine eigene Wasserhülle brauchen. Auch die Reaktion selbst, die Spaltung der Saccharose in Glukose und Fruktose, erfordert jeweils ein Wasser-Molekül.

Zweite Phase - zweite Stufe

Zweite Phase ist die Reifung des Honigs im Stock. Bei jedem Umtragen des Honigs wird über die Honigblase weiteres Wasser entzogen. Die Spaltung der Saccharose ist zu diesem Zeitpunkt abgeschlossen. Der Honig darf jetzt weiter konzentriert und damit konserviert werden.

Die Form des Wasserentzuges auf Basis physiologischer Mechanismen funktioniert auch bei hohen Wasserdampfparitialdrücken, wie sie im Bienenstock zu finden sind.

Umtragen - Honig entnehmen.
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Umtragen - Honig entnehmen.

Joachim Eberhardt

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