Ernährung
Schweizer Forscher entschlüsseln das Geheimnis von Gelée royale: Bienen profitieren mehr davon als Menschen

Zürcher Wissenschafter sind einem der vielen Geheimnisse von Gelée royale auf die Spur gekommen. Seine Textur ist entscheidend für das Werden von Bienenköniginnen.

Bruno Knellwolf
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Die Bienenkönigin mit ihren Bienen.

Die Bienenkönigin mit ihren Bienen.

Verena Schmidtke / FRE

Aus diesem Stoff werden Königinnen gemacht, heisst es. Wenig erstaunlich, dass viele das Gelée royale deswegen für ein Wundermittel halten. Denn im Bienenvolk werden die Königinnenlarven ausschliesslich mit Gelée royale ernährt, während die Arbeiterinnen bald mit Pollen vorliebnehmen müssen.

«Eine Bienenkönigin kann vier Jahre alt werden, während die Arbeiterinnen im Frühjahr und Sommer meist nur drei bis vier Wochen alt werden und im Winter nur rund sechs Monate», sagt Professor Rudi Glocks­huber vom Institut für Molekularbiologie und Biophysik an der ETH Zürich. Diese Aussicht auf ein längeres Leben auch für Menschen weckt natürlich Hoffnung. Deshalb wird Gelée royale in Döschen verkauft mit dem Versprechen auf heilende und gesundheitliche Effekte.

Auf jeden Fall ist das Gelée royale ein durchaus wunderlicher und interessanter Stoff, für welchen sich der Molekularbiologe Glockshuber nicht nur als Wissenschafter interessiert, sondern auch, weil er selbst Hobbyimker ist. Eine Maturaarbeit hat den Professor auf die Fährte des Gelée royale und seiner Proteinbestandteile geführt.

Daraus entstand in Zusammenarbeit mit Daniel Böhringer, dem Leiter der Kryoelektronenmikroskopie der ETH und weiteren Wissenschaftern eine Studie, die soeben im Fachmagazin «Nature Communications» veröffentlicht worden ist und einige für das ­Heranwachsen der Bienenkönigin lebenswichtige Eigenschaften des Gelée royale erklärt. Es ist dies nicht unbedingt der Inhalt, sondern die Dickflüssigkeit des Gelées.

Königin wird laufend mit Gelée royale gefüttert

Um das zu verstehen, muss man wissen, dass die Larven der Bienenkönigin in einer Wabe an der Decke einer senkrechten Zelle kleben. Die Eier der Arbeiterinnen hingegen stehen waagrecht. Nach drei Tagen schlüpft die ­königliche Larve, die während ihrer weiteren Entwicklung in den stark zähflüssigen Gelée-royale-Sirup an der Zelldecke eingebettet bleibt.

Bienenköniginnen schwimmen im Gelée royale in ihren Nestern.

Bienenköniginnen schwimmen im Gelée royale in ihren Nestern.

Wikimedia / Waugsberg

Sie wird dabei laufend von den Arbeiterinnen mit Gelée royale gefüttert. Während die Larven der Arbeiterinnen ab dem vierten Tag mit Pollen gefüttert werden. Am achten Tag nach der Ei­ablage ist die Larve fertig entwickelt und verpuppt sich. Dann wird der Boden der senkrecht stehenden Königinnenzelle mit Wachs verschlossen. Die restliche Zeit der Entwicklung der Bienenkönigin bleibt sie im Puppenstadium, bis zum Schlüpfen 16 Tage nach der Eiablage.

Damit der Zauber des Werdens einer Königin funktioniert, ist die hohe Dickflüssigkeit des Gelée royale entscheidend. Andernfalls würde die königliche Nahrung von der Decke der Zelle herunterlaufen. Die Larve würde nicht in der Zelle haften bleiben, sondern nach unten herausfallen und sterben. Es war bereits bekannt, dass für die Dickflüssigkeit des Gelée royale lange Proteinfäden verantwortlich sind, die Filamente genannt werden und in hohen Mengen im Gelée royale enthalten sind.

Von dickflüssig zu dünnflüssig via pH-Wert

Die ETH-Forscher haben diese Filamente aus dem natürlichen Gelée ­royale isoliert und konnten mittels Elektronenmikroskopie die Struktur der Filamente aufklären. Sie fanden heraus, dass jedes Filament aus Hunderten übereinandergestapelter Proteinschichten besteht. Zudem zeigte die Struktur, dass sich die langen Filamente nur bei den sauren pH-Werten (pH 4) ausbilden können, die im Gelée ­royale vorliegen.

«Steigt dagegen der pH-Wert auf den neutralen Wert von 7, zerfallen die Filamente komplett in die einzelnen Proteinschichten, aus denen sie aufgebaut sind, und die Dickflüssigkeit des Gelée royale geht verloren. Der Zerfall der Filamente wird dadurch ausgelöst, dass bei neutralem pH-Wert die Proteinschichten stark negativ aufgeladen werden und sich gegenseitig abstossen», sagt Professor Glockshuber. Würde das bereits in der Königinnenzelle geschehen, würde die Larven ­hinausfallen.

Das Gelée royale ist aber nicht nur Halterung, sondern vor allem Nahrung für die Königinnenlarven. Bliebe aber das Gelée royale permanent dickflüssig, könnte die Larve die Nahrung nur schwer verdauen. Ermöglicht wird die Verdauung, weil im Magen der Larve der pH-Wert von 4 auf 7 steigt und so das Gelée royale dünnflüssig wird. «Die Struktur der Filamente garantiert also sowohl die Dickflüssigkeit des Gelée ­royale in der Königinnenzelle als auch die Verdaubarkeit des Gelée royale als Königinnenmahlzeit im Darm der Larve», sagt Glockshuber.

Die Bienenkönigin (gelb markiert) ist grösser als ihre Untertanen.

Die Bienenkönigin (gelb markiert) ist grösser als ihre Untertanen.

Reto Martin

Die Resultate der ETH-Forscher erklä­ren also, warum das Gelée royale sowohl Haltevorrichtung als auch ­Nahrung ist. Die Resultate erklären aber nicht, ob oder warum das Gelée royale die Königin macht. «Vor zehn Jahren wurde in einer «Nature»-Studie behauptet, dass das grosse der zwei Proteine in den Filamenten dafür verant­wortlich sei. Dass dieses Protein den Schalter umlege zur Entwicklung der geschlechtsreifen Königin be­ziehungsweise zur Arbeiterin, die nicht zeugungsfähig ist», sagt Glocks­huber.

Diese Studie werde inzwischen stark angezweifelt. Ein Protein allein sei wohl nicht verantwortlich dafür, sondern eine Reihe verschiedener Faktoren. Geklärt sei das nicht. Möglich wäre auch, dass aus Arbeiterinnen keine Königinnen werden, weil das durch die Pollenproteine verhindert wird, die sie ab dem vierten Tag des Larvenstadiums als Nahrung vorgesetzt bekommen.

Alles, was man braucht: Zucker und Fette

Genauso gibt es keine wissen­schaft­liche Begründung für eine gesundheitliche oder gar lebensverlängernde Wirkung des Gelée royale für den ­Menschen. Glockshuber sagt:

«Im Gelée royale und seinen Filamenten ist zwar alles, was man braucht. Protein, Zucker und ­Fette. Aber dass das Gelée royale besonders gesund ist für den Menschen, würde ich auf keinen Fall sagen.»

Eher ein «Energieriegel für Bienen». Und aus welcher Larve schliesslich eine Königin wird, entscheidet das gesamte Bienenvolk mit dem Füttern von Gelée royale.

Der junge Zürcher Maturand Arvid Ban, der Rudi Glockshuber auf das Thema gebracht hat und einer der Studien-Autoren ist, studiert jetzt übrigens auch an der ETH Zürich. Trotz seiner erfolgreichen Maturaarbeit allerdings nicht Biologie, sondern Elektrotechnik.