Die Bedeutung von Prolin für Honigbienen

Insekten decken ihren Energiebedarf mit Kohlenhydraten, Fetten und Aminosäuren. Manche sind auf eines dieser Substrate spezialisiert, andere können, je nach Stoffwechsellage, auf verschiedene Substrate zurückgreifen. So beginnen manche Heuschrecken ihre Flüge mit Kohlenhydraten und wechseln dann zu Fetten; manche Käfer wiederum haben sich auf eine bestimmte Aminosäure - das Prolin - spezialisiert. Es war daher überraschend, daß die Honigbiene, die hauptsächlich Kohlenhydrate zur Energiegewinnung verwendet, sehr hohe Haemolymph-Spiegel von Prolin enthält. Das könnte vom hohen Prolingehalt mancher Nektare und Honige herrühren, allerdings haben die Tiere - wie unsere Experimente gezeigt haben - auch bei künstlicher Prolin-armer Ernährung hohe Prolinspiegel. Dies weist auf eine körpereigene Prolinproduktion hin. Flugexperimente haben gezeigt, daß während dieser enorm energieverbrauchenden Tätigkeit (40 mW/Biene), geringe aber signifikante Mengen an Prolin mitverstoffwechselt werden. Angesichts des hohen Energieverbrauches, könnte aber auch ein kleiner relativer Anteil an Prolin-generierter Energie von Bedeutung sein. In einer Kolonie sind es die Arbeiterinnen, die die größte Flugleistung erbringen. Der Anteil an Prolin am Gesamtgehalt der Aminosäuren (der im Laufe des Lebens abnimmt) liegt bei 2/3. Drohnen fliegen wesentlich seltener, nahezu ausschließlich auf Begattungsflüge, nur bei exzellenten Flugbedingungen, nur während bestimmter Stunden am Tag und nur bis zum 1. Begattungserfolg, währenddessen sie sterben. Während ihrer Reifung steigt ihr Aminosäuren- und Prolinspiegel an, um dann während der Phase ihres Lebens, in dem sie Begattungsflüge durchführen, konstant hoch zu bleiben. Die interessanteste Korrelation zwischen Alter bzw. Funktion und dem Gehalt an Aminosäuren und speziell an Prolin zeigte sich bei der Königin. Ein Individuum dieser Kaste reift während der ersten Tage nach dem Schlüpfen heran, macht dann einige Begattungsflüge, auf denen sie sich mit etwa 20 Drohnen paart. Danach beginnt die Königin mit der Eiablage und fliegt nie mehr aus, es sei denn, das Volk schwärmt. Auch dann ist ihre Flugleistung sehr gering. Ihre Eiproduktion pro Tag, kann ihr eigenes Körpergewicht übertreffen, und ermöglicht es dem Volk Individuenzahlen von mehreren Zehntausenden aufzubauen. Hierzu wird sie von Ammenbienen permanent gefüttert. In ihrer Reifungsphase bis zur Begattung nehmen die Aminosäuren in der Haemolymphe zu, der Anteil an Prolin beträgt etwa 60%. Hat sie keine Möglichkeit Eier zu legen oder wird sie nicht begattet, reduziert sich ihr Aminosäurengehalt. Bei der Honigbiene sind die Aminosäure-Haemolymphspiegel mit bestimmten Lebensabschnitten und ihrem funktionellen Status korreliert und sind vom Geschlecht abhängig. Der Prolinspiegel ist immer hoch, auch wenn keine Flüge durchgeführt werden.