Bienenwabe

Struktur der Bienenwabenzelle

Eine Bienenwabe ist ein von den Honigbienen aus Bienenwachs errichtetes Wabengebilde mit sechseckigen Zellen. Sie dienen zur Aufzucht von Larven und zur Lagerung von Honig und Pollen. Das Wachs der Wabe produzieren die Bienen mit den Wachsdrüsen ihres Körpers.

In der Bienenhaltung ist mit einer Wabe (Honig-, Pollen- oder Brutwabe) ein bewegliches Holzrähmchen aus einer Beute gemeint, in das die Bienen die eigentliche Wabe gebaut haben. Durch diese zusätzlichen Rähmchen können Waben dem Bienenvolk entnommen und auch wieder zugefügt werden, beispielsweise zur Honigernte, ohne dass dabei der Wabenbau zerstört wird. Ohne Rähmchen erstellte Waben, zum Beispiel von einem Bienenschwarm, werden Wild- oder Naturbau genannt.

Wachsproduktion

Ausgeschwitzte Wachsplatten und vorgeprägte Mittelwand

Fast vollständig verdeckelte und schleuderreife Honigwabe

Natürlicher Wabenbau von Bienen

Ausgebaute Mittelwand mit Arbeiterinnenzellen (oben) und frei gebaute Drohnenzellen (unten)

Bienenwabe mit teilweise verdeckelten Honig-Zellen

Ein Wachsplättchen wiegt etwa 0,8 Milligramm, so dass für ein Kilogramm Bienenwachs rund 1,25 Millionen Plättchen erforderlich sind. Für die Wachsproduktion hängen sich die Bienen traubenförmig aneinander. Aus den Wachsdrüsen an den hinteren Bauchschuppen schwitzen sie das Wachs als dünne Plättchen aus. Wachs wird jedoch nur im Frühjahr von April bis Juli erzeugt, wenn ein gutes Nektarangebot herrscht. Dann können mehrere Waben innerhalb einer Woche entstehen. Grundsätzlich sind Bienen in der Lage, alle ihre Waben selbst zu errichten. Am deutlichsten wird das beim Bienenschwarm, wenn er sich an einem geschützten Ort niederlässt und innerhalb kürzester Zeit Waben errichtet.

Wabenbau

Das natürliche Bestreben der Bienen zum Wabenbau wird als Bautrieb bezeichnet. Er ist am stärksten bei Bienenschwärmen ausgeprägt, die sich für ihr Überleben innerhalb kürzester Zeit eine neue Behausung schaffen müssen. Naturgemäß besteht der oben begonnene Wabenbau aus Wachs zunächst aus einer Lage fünfeckiger Deckenzellen, denen dann nach unten der Bau gleichgeformter sechseckiger Zellen folgt. Es werden nebeneinander hängende Waben gebaut, die einen Abstand (von Wabenmitte zu Wabenmitte) von 35 mm aufweisen. Der freie Raum zwischen den einzelnen senkrechten Waben entspricht in etwa dem Bienenabstand, knapp einem Zentimeter.

Eine relativ neue Meinung ist, dass die Bienen die Waben nicht direkt sechseckig bauen, sondern als Schablone für normale Zellen (für die Brut von Arbeiterinnen) ihren eigenen Körper verwenden. Diese Zellen sind zuerst rund, was bereits im Jahre 1792 von dem Schweizer Bienenforscher Francois Huber beschrieben worden ist. Erst durch ein Erwärmen des Wachses auf knapp 40 °C entsteht dann die sechseckige Form. Verantwortlich sind hierfür sogenannte Sprungtemperaturen des Bienenwachses bei 25 °C und 40 °C, die einen Übergangsbereich der Molekülanordnung zwischen kristallin und amorph kennzeichnen und der physikalische Effekt der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten. Dieser führt bei Grenzflächen zu einer absolut planen Struktur mit einer konstanten Wanddicke.^[1] Als Beispiel für diesen Effekt wird häufig die Grenzfläche zwischen zwei aneinander stoßenden Seifenblasen angeführt. Der an den Honigbienen entdeckte Mechanismus der Selbstorganisation absolut perfekter Sechsecke hat seinen Niederschlag in einem technischen Patent zur Herstellung regelmäßiger Hexagonstrukturen gefunden ^[2]. Rundlich sind in den Bienenwaben dann nur noch die Zellränder, die zur Stabilisierung der Waben von den Bienen verdickt werden. Hierzu wird auch Propolis verwendet. Diese von Christian Pirk, Jürgen Tautz, Randall Hepburn und Sarah Radloff vorgestellte Theorie des Wabenbaus greift jedoch nicht bei der Erklärung des Wabenbaus bei Wespen. Denn auch Wespen bauen sechseckige Waben, wenn auch bei weiten nicht so exakt kristallin wie die Waben der Honigbienen und das dort verwendete Material (eine von den Wespen erzeugte Papiermasse) beginnt nicht bei Wärme zu schmelzen. Wie bei der Bienenwabe betragen bei den Waben der Wespen die Flächenwinkel von im Mittel 120° und bilden ein Hexagon mit unregelmäßigen Details. Die Wände sind nicht durchgehend bretteben und überall gleich dick, die Winkel stimmen nicht wie bei den Honigbienenzellen im Bogenminuten-Bereich. Sechseckige Strukturen bilden sich in der Natur überall dort aus, wo sich ein Gleichgewicht von Kräften einstellt, wobei höchst exakte und eher großzügig ausgeführte Sechsecke entstehen können, je nach dem Mechanismus der Musterbildung. Das lässt sich bereits an einer dünnen Schicht erhitzen Fettes in einer Bratpfanne beobachten, die Zellen in Blättern von Pflanzen können Sechsecke bilden, sechseckige Basaltsäulen bilden sich in erstarrender Lava. Alle diese aufgeführten Strukturen, einschließlich der Wabenzellen der Wespennester sind keine exakt regelmäßigen Sechsecke. Anders die Zellen der Bienenwabe, deren Regelmäßigkeit an Kristalle erinnert und die Johannes Kepler veranlasst haben zu vermuten, die Bienen hätten einen mathematischen Verstand. Die Geometrie der Waben wurde bisher damit erklärt, dass die sechseckige Zellreihenform — in der Natur auch bei Molekülen und Kristallen vorkommend — die ökonomischste ist, d. h. mit dem geringstem Materialaufwand wird das größtmögliche Fassungsvermögen und Maximum an umbauten Raum bei gleichzeitig höchster Stabilität gewährleistet. Dies ist zwar mathematisch bewiesen, jedoch noch keine zwingende Erklärung dafür, dass die Bienen diese Form beim Bau der Waben (instinktiv) wählen.^[3]

Die Waben sind für das Bienenvolk zunächst Geburts- und Lebensraum. In den Zellen wachsen die Bienen heran, die von der Königin zunächst als Ei abgelegt werden. Während der Aufzucht mit Fütterung durch die Arbeitsbienen entsteht aus dem Ei eine Larve, die sich schließlich in der mit einem Wachsdeckel versehenen Zelle in eine Puppe verwandelt, bis nach 21 Tagen (bei der Arbeitsbiene) das fertige Insekt aus der Zelle schlüpft.

Darüber hinaus sind Waben auch Produktionsstätte und Speicherplatz für Honig sowie Pollen. Außerdem sind sie Telefon-Festnetz (Vibrationskommunikation über die Zellränder der Waben), Informationsspeicher, Staatenflagge (chemische Markierung mit unterschiedlichen Botschaften) und erste Verteidigungslinie gegen Pathogene (durch antimikrobielle Wirkung).

Zellarten

Bei den Zellarten wird unterschieden zwischen der Arbeiterinnenzelle (5,3 mm Durchmesser, Tiefe 10–12 mm), der Drohnenzelle (6,9 mm Durchmesser, Tiefe 14 mm) und der wesentlich größeren, frei gebauten Weiselzelle (Tiefe bis 25 mm) zur Schaffung einer Bienenkönigin.

In der Imkerei beschleunigt der Imker den Vorgang des Wabenbaus durch die Gabe von vorgefertigten etwa einen Millimeter starken Bienen-Wachsplatten (Mittelwände) in den Bienenstock. Auf den beiderseits vorgefertigten Sechskantprägungen mit Arbeiterinnenzellen oder Drohnenzellen baut die Biene dann ihre Waben. Die Bienen ziehen das Material nach außen heraus und sparen damit Zeit und Material bei der eigenen Wabenproduktion.

Im natürlichen Wabenbau fertigen Bienen auf einer Wabe Arbeiterinnen- und Drohnenzellen. Da von den Bienen geschaffener, natürlicher Wabenbau aufwändiger ist, greift der Imker regulierend durch die Gabe von Mittelwänden ein. Die Drohnenzellen lässt der Imker aber meist durch die Bienen als freien Wildbau errichten, indem er ein bis zwei leere Rähmchen in den Stock einhängt.

Berechnungseinheiten

Folgende Annahmen erleichtern die Umrechnungen zum Inhalt von Bienenwaben:

• 1 dm² einer Wabe enthält — beidseitig mit Honig gefüllt — 1/3 kg Honig
• 3 dm² enthalten — beidseitig mit Honig gefüllt — 1 kg Honig
• auf 1 dm² Wabe befinden sich je Seite 415 bis 425 Arbeiterinnenzellen oder 255 Drohnenzellen
• jede Zelle (ohne Dickwaben) umfasst 0,3 ml oder 0,4 g Honig (1,4 g / ml); demnach enthält 1 dm² Wabe beidseitig rund 840 Zellen à 0,4 g Honig, also 336 g Honig

Nestordnung

In jedem Bienenvolk gibt es zur Nutzung des Wabenbaus eine Ordnung. In der Mitte befindet sich der Bereich des Brutnestes, in dem sich die meisten Bienen aufhalten und wo hauptsächlich die Aufzucht der jungen Bienen erfolgt. In den Wabenzellen neben und unter dem Brutnest wird Blütenpollen eingelagert und über der Brut befinden sich die Honigvorräte. Diese Nestordnung entsteht durch einen selbstorganisierten Prozess.

Siehe auch

• Brutraum
• Honigraum
• Zur Wabenstruktur in der Technik siehe: Sandwichplatte mit Wabenkern

Weblinks

 Commons: Bienenwaben – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Quellen

1. ↑ Jürgen Tautz, Helga R. Heilmann: Phänomen Honigbiene: Spektrum Akademischer Verlag 2007. ISBN 978-3-8274-1845-6, Seiten 171 ff.
2. ↑ http://www.dlr.de/Portaldata/1/Resources/kommunikation/publikationen/119_nachrichten/07_Piezowaben.pdf.
3. ↑ http://www.math.pitt.edu/%7Ethales/kepler98/honey/honey.pdf.