Wenn eine Honigbiene die Haut eines Säugetiers sticht, bleibt ihr Stachel hängen. Beim Wegfliegen verliert sie auch einen kleinen Teil ihres Hinterleibs. Der Stachel bleibt stecken. Die Forschenden verstanden bisher nicht genau, wie er sich weiter in die Haut bohren und Gift injizieren konnte, ohne von der Biene gesteuert zu werden.
Ein australisches Team filmte diesen Mechanismus mit sehr schnellen Kameras. Für das Experiment ließen die Forschenden die Bienen in ein durchsichtiges Gel stechen, das bestimmte Eigenschaften der Haut nachahmt. So konnten sie genau beobachten, was passiert.
Honigbiene beim Stechen: Der Stachel und die Gifttasche lösen sich vom Hinterleib und bleiben in der Haut stecken.
Foto: Waugsberg, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons.
Wikimedia-Bild
Der Stachel ist keine einfache Nadel. Er besteht aus zwei spitzen Teilen, die gegeneinander gleiten. Sie bewegen sich abwechselnd vorwärts, verhaken sich im Gewebe und ziehen nach und nach das gesamte System ins Innere. Dieselbe Bewegung dient auch dazu, das in einer kleinen Tasche enthaltene Gift herauszupressen.
Dabei entdeckten die Forschenden einen erstaunlichen Trick. Jeder bewegliche Teil trägt ein kleines, flexibles Ventil. Wenn er sich vorwärtsbewegt, entfaltet sich dieses Ventil und drückt die Flüssigkeit wie ein Kolben. Wenn er sich wieder zurückbewegt, faltet es sich zusammen, damit das Gift hindurchströmen kann, ohne mit zurückgezogen zu werden.
Da die beiden Ventile abwechselnd arbeiten, kann das Gift nahezu ununterbrochen weitergedrückt werden. All das geschieht auf kleinstem Raum, ohne dass jede Bewegung vom Gehirn der Biene gesteuert werden muss.
Um ihre Erklärung zu überprüfen, fertigten die Forschenden mithilfe des 3D-Drucks ein vergrößertes Modell dieses Systems an. Sie konnten die Funktionsweise dieser kleinen Pumpe nachbilden und besser verstehen, wie sich die Ventile im Verlauf eines Zyklus verformen.
Die Studie erklärt, warum ein abgetrennter Stachel aktiv bleibt. Sie zeigt auch, warum es bei einem Stich sinnvoll ist, den Stachel schnell zu entfernen, wenn er in der Haut stecken geblieben ist: Die Gifttasche und ihr Mechanismus können nach dem Wegfliegen des Insekts weiterarbeiten.
Diese natürliche Pumpe könnte schließlich auch für Ingenieurinnen und Ingenieure interessant sein. Sie versuchen, winzige Geräte zu entwickeln, die Flüssigkeiten in medizinischen Instrumenten bewegen können. Der bei der Biene beobachtete Mechanismus könnte ihnen neue Ansätze liefern.