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Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.25673/3470
Title: Regulation of reproductive dominance hierarchies in Apis mellifera capensis workers
Author(s): Simon, Ute
Granting Institution: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Issue Date: 1998
Extent: Online Ressource, Text + Image
Type: Hochschulschrift
Language: English
Publisher: Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt
Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek
URN: urn:nbn:de:gbv:3-000000070
Subjects: Elektronische Publikation
Hochschulschrift
Abstract: Die Kap-Honigbiene Apis mellifera capensis ist eine in der Kapprovinz verbreitete geographische Varietät von Apis mellifera (Ruttner 1988). Sie zeichnet sich durch drei Charakteristika aus, die sie von allen anderen Rassen unterscheidet. 1) bei Weisellosigkeit sind Kap-Arbeiterinnen in der Lage thelytokisch weibliche Nachkommen zu erzeugen und 2) ihre Ovariolenanzahl ist doppelt so hoch wie die der ebenfalls in Südafrika vorkommenden Apis mellifera scutellata (Hepburn und Crewe 1991) 3) weiterhin sind sie in der Lage ein königinnen-ähnliches Mandibeldrüsensekret zu synthetisieren, welches hohe Mengen an 9-Oxodecensäure (9-ODA) beinhaltet (Crewe 1982). Wird ein A. m. capensis Volk weisellos und ist keine Brut vorhanden, so können Arbeiterinnen die Reproduktion übernehmen. Potentiell wären alle Arbeiterinnen in der Lage ihre Ovarien zu aktivieren, es sind jedoch nur einige wenige, die sich zur legenden Arbeiterin entwickeln. Die Interaktion und Relevanz von Pheromonen, Trophallaxis und Genetik für die Etablierung der Dominanzhierarchien der Arbeiterinenreproduktion ist das Thema dieser Promotion. Es wurden die typischen "Arbeiterinnensubstanzen" (10-HDA, 10-HDAA) und die Königinnensubstanz (9-ODA) analysiert. Dabei wurde deutlich, daß die Ausprägung der Mandibeldrüsensekrete nicht nur altersabhängig ist sondern auch abhängig von dem sozialen Kontext. Isoliert gehaltene Bienen haben eine dreifach reduzierte Pheromonproduktion im Vergleich zu in Paaren gehaltenen Bienen. Auch die Zusammensetzung der drei analysierten Komponenten unterschied sich signifikant. Einige Untersuchungen an Ameisen und Bienen haben gezeigt, daß das Verhindern physischen Kontaktes zwischen den Individuen sowohl zur einer verhaltens- als auch zu einer physiologischen Veränderung führen kann . Es konnte in dieser Arbeit kein Hinweis gefunden werden, daß die Verhinderung des physischen Kontaktes zwischen den Arbeiterinnen zu einer veränderten Pheromonproduktion in den Mandibeldrüsen führt. Aber die Produktion von Pheromonen ist nicht der einzige Faktor, der die Ausbildung von Dominanzhierarchien beeinflußt. Auch trophallaktische Interaktionen spielen eine Rolle in Bezug auf Dominanz. Und ein dritter Faktor, die genetische "Ausstattung" spielt sowohl für die trophallaktische Dominanz als auch für die Produktion von 9-ODA eine entscheidende Rolle. Es konnte eine Herausbildung einer Dominanzhierarchie in Bezug auf Trophallaxis gefunden werden. Jedoch gab es keine Korrelation zwischen dem Futterfluß und dem 9-ODA Gehalt. Untersucht wurde weiterhin ob der Zusammenhang zwischen den Patrilinien und der Produktion von 9-ODA sich im reproduktiven Erfolg widerspiegelt. Es konnte gezeigt werden, daß die Ausbildung von Dominanzhierarchien sich auf drei Selektionsebenen abspielt. Dabei spielt die 9-ODA Produktion eine bedeutende Rolle für den reproduktiven Status einer Arbeiterin. Es konnte jedoch keine Korrelation zwischen dem 9-ODA Gehalt und der Anzahl der gelegten Eier gefunden werden. Die 70% genetische Varianz für die reproduktive Dominanz bestätigen eine hohe intrakoloniale Selektion für die Reproduktion.
The Cape honeybee Apis mellifera capensis is distributed in the Cape region and nothing but is a geographic variety of Apis mellifera (Ruttner 1988). Three typical characters appear to be unique for A. m. capensis queenless workers 1) workers are able to produce thelytokously female offspring 2) high numbers of ovarioles twice as much as Apis mellifera scutellata (Hepburn and Crewe 1991) 3) and workers are able to produce a queen-like mandibular gland signal with high 9-ODA levels (Crewe 1982). If a A.m.capensis colony becomes queenless and there is no brood workers are able to overtake the reproduction. Potentially all workers could develop their ovaries but it is just few of them which develop into laying workers. The interaction and relevance of pheromones, trophallaxis and genetics for the establishment of dominance hierarchies have been the subject of this thesis. The typical worker substances (10-HDA, 10HDAA) and the queen substance (9-ODA) were analysed. It could be shown that it is not only the age but also the social context which influences the production of the mandibular gland secretion. Isolated kept bees produced three times more pheromones than bees kept pair wise. Also the composition of the three analysed components differed significantly. Some experiments have shown that the restriction of physical contact has an influence on behavioural as well as physiological constraints. In this thesis no influence of the restriction of physical contact on the mandibular gland pheromone pheromone production could be detected. But the production of pheromones is not the only factor influencing the establishment of dominance hierarchies. Also trophallactic interactions play a role in dominance hierarchies. As a third factor genetics are taken into account as well for the trophallactical dominance as for the production of 9-ODA. A dominance hierarchy could be found for the trophallactic interactions but there was no correlation between the feeding behaviour and the production of 9-ODA. Furthermore it was investigated if the relation between the patrilines and the production of 9-ODA influences the reproductive success. Selection for reproductive dominance was found to operate on different levels. The production of 9-ODA seems to play an important role for the reproductive state of a worker even if no correlation could be found between the amount of produced 9-ODA and the frequency of laid eggs. The selectivity estimate of 70% for reproductive dominance revealing a strong intracolonial selection for reproduction.
URI: https://opendata.uni-halle.de//handle/1981185920/10255
http://dx.doi.org/10.25673/3470
Open access: Open access publication
Appears in Collections:Hochschulschriften bis zum 31.03.2009

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