Temperatursteuerung

Smarte Hightech-Wabe bewahrt Bienen vor Kältetod

Hightech im Bienenstock: Die smarte Wabe mit Roboter-Elementen kann die Temperatur steuern und die Gesundheit der Insekten überwachen.

(Bild: Uni Graz/Artificial Life Lab/Projekt Hiveopolis)

Bei Temperaturen um die zehn Grad Celsius ziehen sich Honigbienen in ihren Stock zurück. Extreme Kälteeinbrüche können ihnen dennoch zusetzen und zum Bienensterben führen. Eine an der Uni Graz entwickelte Hightech-Wabe, die die geflügelten Insekten im Winter überwachen und die Wärmezufuhr im Bienenstock automatisch regulieren kann, soll davor schützen.

Wenn es draußen kalt wird, bleiben Honigbienen im Stock. Um die frostigen Temperaturen zu überstehen, bilden sie die sogenannte Wintertraube, indem sie an der Wabe eng beieinander sitzen und sich gegenseitig warm halten - in ihrer Mitte hockt die Königin. Die Bienen erzeugen durch das Vibrieren mit ihrer Muskulatur Wärme, dennoch hilft auch das manchmal nicht - die Bienen verfallen in ein Frost-Koma, hören somit auf, sich zu bewegen und erfrieren schließlich, wie der Grazer Zoologe und Leiter des Artificial Life Lab der Universität Graz, Thomas Schmickl, erläutert.

„Imker können an sehr kalten Wintertagen nicht einfach den Bienenstock öffnen und nachschauen, wie es den Bienen geht. Er kann intervenieren und zufüttern, wie viele den Winter nicht überlebt haben, sieht er erst im Frühling“, schildert Schmickl. Mit einem Waben-System, das mittels Sensoren erfasst, wie sich die Bienen im Inneren des Stocks verhalten und das gezielt darauf reagieren kann - etwa mit zusätzlicher Wärmezufuhr - könnte der Zustand der Insekten überwacht und ihr Überleben erleichtert werden.

(Bild: ©gertrudda - stock.adobe.com)

Smarter Bienenstock
Im Rahmen des mit EU-Mitteln geförderten Projekts „Hiveopolis“ haben die Forscher aus Graz daher in Kooperation mit der Schweizer École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) einen smarten Bienenstock entwickelt und getestet, der dies kann. Die ersten Forschungsergebnisse haben sie nun im Fachjournal „Science Robotics“ veröffentlicht. Wie die Experimente mit den Hightech-Waben zeigen, lässt sich ein geschwächter Bienenschwarm, der bereits in ein Frost-Koma gefallen war, sogar „wiederbeleben“.

Die smarte Wabe ist mit 64 hochpräzisen Temperatursensoren und zehn Heizfeldern ausgestattet und kann die Wärme der Wintertraube autonom regeln. „Im Stock sollte es nie kälter als 18 Grad Celsius werden, bei Bedarf kann zugeheizt werden“, so Schmickl. Daneben könnte die Wabe den Imker per SMS vor einem drohenden Temperaturkollaps unterrichten und anstoßen, dass weitere Gegenmaßnahmen ergriffen werden.

Bislang unmögliche Einblicke
Grundsätzlich ermögliche die von außen steuerbare Wabe bisher unmögliche Einblicke in das Verhalten der Insekten. „Unser Roboter-System hilft uns, das Verhalten der Honigbienen zu untersuchen und zu verstehen. Wir können mit den Tieren in einen Dialog treten und so ihre Überlebensmechanismen ergründen“, erklärt der Biologe Martin Stefanec von der Uni Graz, einer der Hauptautoren der Studie.

So habe sich gezeigt, dass sich die Tiere durch die punktuelle Regulierung der Heizung nicht nur wärmen, sondern auch gezielt auf honigreichere Areale innerhalb der Wabe umlenken lassen: „Sie benötigen nämlich Orte mit spezifischer Temperatur und bewegen sich von selbst dorthin“, so Stefanec. Das kollektive Verhalten der Bienen könne somit thermisch gesteuert werden, ergänzt Schmickl.

Wachstumshilfe
Temperatur ist ein Umweltfaktor, der das Leben von Honigbienen in hohem Maße beeinflusst: „Viele Regeln der Bienengesellschaft - von kollektiven und individuellen Interaktionen bis hin zur Aufzucht einer gesunden Brut - werden durch Temperatur reguliert“, betont auch Rafael Barmak von der EPFL die Wichtigkeit der Wärmeregulation im Bienenstock.

Die Forscher wollen die Wabe daher künftig auch im Frühling einsetzen - zu einem neuen Zweck: In dieser Jahreszeit muss das Volk durch Brutproduktion schnell wachsen, um die kritische Masse für den Fortbestand der Kolonie zu erreichen. Mithilfe von Sensoren soll etwa auch die Temperatur in der Wabe reguliert und damit die Aufzucht der Nachkommen optimiert werden.