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Wozu instrumentelle Besamung?

Seit etwa den 30er Jahren des vergangenen Jahrhunderts wird die instrumentelle Besamung von Weiseln erforscht und betrieben. Selbstverständlich ist die Besamung nicht Selbstzweck. Instrumentelle Besamungen sind das stärkste Mittel der Paarungskontrolle auch bei der Honigbiene.

Das bedeutet, dß es sich bei der Anwendung der instrumentellen Besamung als Paarungskontrolle um ein Mittel der Selektion handelt. Die Selektion ist der eigentliche Antrieb instrumentelle Besamung überhaupt zu betreiben. Die Selektion ist selbst ein Mittel der Forschung und der Zucht.

Die Forschung benötigt für Versuche zur Erblichkeit verschiedener Eigenschaften eine genaue Selektion der Elterntiere. Viele verschiedene Augenfarben bei der Honigbiene sind in ihren Erbgängen nur durch die instrumentelle Besamung erkannt worden. In der imkerlichen Praxis kommen hauptsächlich zwei verschiedene Brauntöne als Augenfarbe vor. Selten findet ein Imker auch einmal einen Drohn mit weißen oder roten Augen. Tatsächlich ist jedoch die gesamte Farbpalette an Augenfarben bekannt. Ihre Erbgänge wurden durch die instrumentelle Besamung erforscht und sind heute bekannt. Die imkerliche Praxis hat von verschiedenen Farbschlägen natürlich wenig nutzen.

Für den Imker liegt der Nutzen einer guten Paarungskontrolle in der Möglichkeit zur Selektion erwünschter Merkmale oder zur Ausmerzung von Eigenschaften, die eher unerwünscht sind. Durch die gezielte Beobachtung von Merkmalen, die für den imkerlichen Betrieb interessant sind, werden diejenigen Völker gefunden, die -nach Ansicht der Imkerschaft- vermehrungswürdig sind. Es sei erwähnt, dß Zuchtziele durchaus nicht einheitlich sind. Über sie wird heiß diskutiert und auch gestritten. Die Elterntiere mit den Zuchtzielmerkmalen sollten nun gezielt miteinander verpaart werden. Ihre Nachkommen sind wieder hinsichtlich dieser Merkmale zu beurteilen und gegebenenfalls weiter zu vermehren. Wenn dieses Verfahren viele Male wiederholt wird, entsteht eine Zucht. Die Erbanlagen werden durch die Zucht hin zu den Zuchtzielen verändert und die Erbstetigkeit dieser Merkmale wird verbessert.

Das Paarungsverhalten der Bienen weicht stark von dem ab, was wir von uns Säugetieren gewöhnt sind. Zu diesen Abweichungen gehören die Mehrfachverpaarung mit Speicherung des Spermas, sodß die Nachkommen nicht einem bestimmten Vater zugeordnet werden können. Die Jungfernzeugung der männlichen Nachkommen ist bei Säugetieren auch unbekannt. Die natürliche Mehrfachpaarung mit Spermaspeicherung bewirkt, dß die Arbeiterinnen in einem Volk Töchter von recht vielen Vätern sind. Diese Arbeiterinnen, verschiedene Halbschwesterngruppen, haben entsprechend viele verschiedene Eigenschaften. Die verschiedenen Eigenschaften sind nützlich, da sie viele Möglichkeiten für die Anpassung an verschiedene Anforderungen bereitstellen. Das Bienenvolk ist damit anpassungsfähiger an die jeweiligen Bedingungen, als es das Einzelwesen ist. Die Jungfernzeugung der Drohnen geht mit einer Reinerbigkeit je Merkmal einher. Dies bewirkt eine besonders gute natürliche Ausmerzung von rezessiv vererbten Mortalitäts- oder Letalgenen. Mortalitäts- oder Letalgene sind Erbanlagen, die Krankheit oder Lebensunfähigkeit der Tiere bewirken. Im Drohn können diese Erbanlagen ihre volle Krankheitswirkung entfalten, sodß diese Drohnen wahrscheinlich nicht zur Fortpflanzung kommen. Diese Erbanlagen gehen mit diesen Drohnen, ihren Merkmalsträgern, unter.

Der Imker kann sich freuen, dß die Bienen wenig Erbkrankheiten haben, aber er möchte selbstverständlich Erbanlagen fördern, die seine Imkerei voranbringen. An erster Stelle ist der Imker an einem guten Honigertrag interessiert. Im Rahmen der Züchtungsanstrengungen der letzten zwanzig Jahre ist es gelungen den Honigertrag zu verdoppeln. Eine solche züchterische Leistungssteigerung kann nur erfolgen, wenn die Leistungseigenschaften richtig beobachtet, die richtigen Elterntiere ausgewählt und zur Fortpflanzung gebracht werden. Leistungsbeurteilung und Selektion sind an sich schon schwierig und bilden den Kern züchterischer Tätigkeit. Sie sind die Voraussetzungen für die Zucht und auch für das Erreichen der Zuchtziele.

Besonders schwierig ist jedoch die Verpaarung der ausgewählten Elterntiere. Die natürliche Paarung findet hoch oben am Himmel unter Ausschluß menschlicher Einflußnahme statt. Um eine Paarungskontrolle doch noch zu verwirklichen, dienen die Belegstellen. In einem weiten Umkreis von etwa 10 km werden fremde Drohnen nicht geduldet. Dies geschieht durch natürliche Hindernisse wie Wasserflächen oder Gebirgszüge. Auch die konsequente Umweiselung auf die Zuchtlinie dient bei Landbelegstellen der Herstellung genetischer Einheitlichkeit. Die ausgewählten Drohnenvölker und die Begattungsvölkchen werden im Zentrum dieses Umkreises aufgestellt. So kann bei richtigem und umsichtigem Vorgehen eine gezielte Anpaarung bei nahezu allen Weiseln gewährleistet werden. Allerdings können schon wenige Drohnen den Reinzuchterfolg behindern. Vollständige Fehlpaarungen, sind selbst bei vielen "falschen" Drohnen selten, jedoch stellt schon eine geringe Vermischung (Hybridisierung) ein Hindernis bei der weiteren Zucht dar. Mischerbige Elterntiere behindern die Zucht.

Als wichtigstes Ziel der Zucht muß die Einengung der Merkmale auf die gewünschten Zuchtziele angesehen werden. Das heißt, es sollen vor allem diejenigen Erbanlagen in den Zuchtgruppen gefördert werden, die dem Imker wirtschaftlichen Erfolg versprechen. Andersherum sind auch gezielt Merkmale auszumerzen, die diesem Erfolg im Wege stehen. Zucht bedeutet in dieser Sichtweise also immer die Einengung des Genpools, das heißt der Menge an verschieden Erbanlagen in der betrachteten Gruppe. Einengung der Erbanlagen auf die gewünschten Merkmale sichert letztlich die stetige, wiederholbare Erzeugung ähnlicher Nachkommen. Die erbliche Beständigkeit guter Merkmale sichert dauerhaft gleichbleibenden wirtschaftlichen Erfolg. Erbstetigkeit ist daher ein Anliegen der Zucht. Dies gilt auch für Mischzuchten (gezielte Hybridisierung) mit überschießenden Merkmalsausprägungen (Heterosiseffekt).

Die Erblichkeit der Merkmale (Heredität) ist von den jeweiligen Umweltbedingungen, unter denen die Tiere tatsächlich leben, überlagert. Für die meisten Merkmale sind die Umwelteinflüsse von entscheidenderer Bedeutung als die erblichen Vorgaben. Sie legen nur den Grundstein für mögliche Höchstleistungen, die Umwelt, bei Bienen also auch das imkerliche Handeln, sind für die tatsächliche Ausprägung wichtiger. Am Beispiel der Honigleistung wird dies schnell klar: Auch die sammelfreudigsten, honigträchtigsten Bienen können keinen Honig eintragen, wenn sie an einem Lebensort stehen, an dem es weder viel Nektar noch viel Honigtau gibt. Wenn der Imker immer wieder viele Bienen entnimmt, sodß das Volk klein und schwach bleibt, so wird es auch in einem guten Trachtgebiet weniger Honig eintragen, als entsprechend größere Völker mit weniger sammelfreudigen Schwestern. Diese beiden Beispiele für Umweltfaktoren gelten für negativen Umwelteinfluß.

Trotzdem ist Zucht darauf bedacht Erblichkeiten von Merkmalen zu verändern. Die sichtbaren und, im Falle von Stichen fühlbaren, Merkmale sind in einer züchterisch unbeeinflußten Bienengesellschaft so, wie sie für diese Bienen unter der gegebenen natürlichen Umwelt das beste Überleben sichern. Dies gilt natürlich nur für Lebewesen an ihrem ursprünglichen Lebensort. Plötzliche Wechsel der Umwelt überfordern oftmals die Anpassungsmöglichkeiten der Lebewesen. Für plötzliche Wechsel stehen keine erblichen Anpassungen zur Verfügung. Die landwirtschaftlich genutzten Bienen haben neben der natürlichen Umwelt noch die Umweltbedingungen, die aus der imkerlich wirtschaftlichen Nutzung hinzukommen. Die imkerliche Nutzung bringt neue Anforderungen an die Bienen aber auch Hilfestellungen für das Überleben der Bienen. Zu den neuen Anforderungen gehören sicherlich gesteigerte Honigleistung und geringere Aggression neben anderen Zuchtzielen. Zu den Hilfestellungen gehören Hilfen beim Nestbau, bei Weisellosigkeit, bei Krankheiten und bei der Überwinterung.

Die umweltüberlagerten Merkmale müssen erkannt und selektiert werden. Die Merkmale sind teilweise unabhängig, dß heißt auf verschiedenen Chromosomen kodiert. Die Chromosomen (dt. Farbkörper, weil sie im Mikroskop angefärbt sichtbar werden) sind Gengruppen. Auf den Chromosomen sind die Erbanlagen (Gene) auf einem fadenartigen Molekül (DNS) gespeichert. Teilweise sind die Erbanlagen dadurch gekoppelt, dß sie auf gleichen Chromosomen lokalisiert sind. Durch das Crossing-Over, eine spezielle Mutagenese, die bei Bienen häufiger vorkommt, als bei anderen Organismen, können auch diese Erbanlagen entkoppelt werden, in dem sie zwischen verschiedenen Chromosomen wechseln. Sie werden dadurch mit anderen Erbanlagen neu gekoppelt. Der Vorgang ist zufällig, kommt jedoch an bestimmten Stellen häufiger vor, als an anderen.

Unabhängig von diesen Vorgängen, sollen im Rahmen der Paarungskontrolle bestimmte Eigenschaften, die wir in den Erbanlagen vermuten, in eine reine, erbstabile Form gebracht werden. Die gleichzeitige Mehrfachpaarung der natürlichen Vermehrung erschwert die Einengung der Erbanlagen auf die gewünschten. Zum einen sind die Bienen des Volkes immer Töchter vieler Väter und zum anderen trifft dies auch genau auf die Weiseln, die in diesem Volk entstehen, zu. Das heißt die Mutter einer Weisel ist zwar gewiß, als Väter kommen natürlich und im Belegstellenbetrieb viele in Frage. Dies schützt vor den Folgen der Inzucht, aber Reinzucht muß genau die Beschränkung auf wenige Elterntiere sein. Da die Drohnen keine direkten Väter haben, sind die Drohnen von verschiedenen Töchtern der selben Mutter eine genetisches Abbild dieser Mutter. Das bedeutet, dß die ihre 36 erblichen Kopplungsgruppen (Chromosomen) bei der Reifeteilung zufällig auf ihre Söhne verteilt werden. Die zufällige Verteilung betrifft jeweils eines der beiden gleichen (homologen) Chromosomen. Letztlich muß in der Eizelle, aus der ein Drohn wird, genau ein halber Chromosomensatz vorhanden sein.

In den speziellen Forschungszuchten, aber auch in regulärer imkerlicher Zucht, kann es sinnvoll sein, dß man genau einen Drohn zur Anpaarung haben möchte, weil man in ihm das speziell gesuchte Erbmaterial vermutet. Beispielsweise könnte man ein Varroaresistenzgen in ihm vermuten. Diese Variante der Paarungskontrolle ist nur über die instrumentelle Besamung möglich. Eine Eindrohnbesamung stellt jedoch nicht genug Samen bereit, damit eine solche Weisel lange befruchtet stiften kann. Solchermaßen besamte Weiseln halten nur eine knappe Saison mit Arbeiterbrut durch. Sie können auch nachbesamt werden. Die Erbanlagen der Nachkommen solcher Weiseln sind gegenüber der natürlichen Paarung sehr einheitlich. Es kann starke Inzucht stattgefunden haben, wenn die Elterntiere bereits nahe verwand waren. Viele Merkmale sind in Völkern dieser Weiseln einheitlich, sodß sowohl gute wie schlechte Merkmale zur Selektion deutlich hervortreten.

Eine weitere Möglichkeit die nur die instrumentelle Besamung erlaubt, ist die Inzucht einer Weisel mit ihren eigenen Söhnen. Die Erbanlagen stammen in diesem Falle überwiegend von der Mutter der aktuellen Weisel. Die Reinerbigkeit in der verschiedenen Merkmale wird sprunghaft erhöht.

Die Nachteile der instrumentellen Besamung sind züchterisch alle Nachteile, die aus Inzucht entstehen. Da Inzucht jedoch ein Mittel der Verbesserung der Erbstetigkeit sind, sind diese Vor- und Nachteile sorgfältig gegeneinander abzuwägen. Andere Nachteile sind wirtschaftlicher Natur. Instrumentelle Besamungen erfordern eine sehr exakte Drohnenaufzucht. Diese muß zeitgerecht zur Brunft der Weiseln Drohnen mit reifem Sperma bereitstellen. Dies ist erheblicher Aufwand und letztlich die größte Schwierigkeit der instrumentellen Besamung. Die Besamungen selbst sind teuer, da zum normalen Aufwand der Zusammenstellung der Begattungskästchen noch der Besamungsvorgang hinzukommt. Er ist durch Geräte, Verbrauchsmaterial und einen ausgebildeten Besamungstechniker aufwändig. Entsprechend teuer sind die Besamungen. Jenseits spezieller Zuchtziele oder spezieller Bedingungen der Zucht ist dieses Verfahren oft zu aufwändig.

Vorteile der Besamungen sind bessere Ergebnisse hinsichtlich gut stiftender Weiseln. Während im Belegstellenbetrieb etwa zwei Drittel der Weiseln begattet werden, gelingt instrumentelle Besamung in deutlich mehr Fällen. Die instrumentell besamten Weiseln überleben in Wirtschaftsvölkern genau so lange, wie natürlich begattete Weiseln. Den ursprünglichen Vorteil der Paarungskontrolle hatten wir schon ausführlich beleuchtet.

Zusammenfassend ist festzustellen, dß die instrumentelle Besamung immer dann eingesetzt werden sollte, wenn eine besonders starke Paarungskontrolle notwendig ist. Dies ist bei Reinzuchten fremder Rassen in einem vorwiegend andersrassig beflogenen Gebiet notwendig, wenn keine oder nur schlechte Belegstellen zur Verfügung stehen. Um schnell starke Inzuchteffekte zu erzielen oder um die Wirkung bestimmter Erbanlagen, die in einzelnen Drohnen vermutet werden zu untersuchen, ist sie gängiges Hilfsmittel. Und letztlich ist die ständige Reinzucht mit ausgesuchten Zuchtzielen die Hauptaufgabe der instrumentellen Besamung in der Zucht. Unnötig, aber möglich, ist instrumentelle Besamung zur Erzeugung von Wirtschaftsweiseln in der normalen Imkerei. Meiner Ansicht überwiegen zu diesem Zwecke jedoch die Vorteile der Landbelegstellen.

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