Stephan Härtel

Evolution of intraspecific social parasitism in honeybee workers (Apis mellifera capensis Esch)

Kumulative Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 07.12.2006

Abstract
Das Ziel meiner Arbeit war die Analyse eines durch legende Arbeiterinnen der Kaphonigbiene Apis mellifera capensis verursachten Sozialparasitismus. Bislang war intraspezifischer Sozialparasitismus durch legende Arbeiterinnen entweder wenig beachtet oder, wie im Falle von A. m. capensis, als ein durch Imkerei hervorgerufenes Artefakt betrachtet worden. Im Gegensatz hierzu konnte ich im ersten Teil meiner Arbeit zeigen, dass dieser Sozialparasitismus tatsächlich nicht nur ein durch menschliche Einflüsse hervorgerufenes Phänomen ist, sondern einen natürlichen Teil des Verhaltensrepertoires der Honigbiene darstellt. Im zweiten Teil der Arbeit habe ich unter Zuhilfenahme von genetischen und gaschromatographischen Techniken die komplexen proximaten Mechanismen untersucht, mit denen A. m. capensis Arbeiterinnen den sozialparasitischen Status innerhalb der A. m. scutellata Wirtskolonie etablieren. Hierdurch ergänzt meine Arbeit die eher deskriptiven Veröffentlichungen zum intraspezifischen Sozialparasitismus bei Hummeln und Zwerghonigbienen- Arbeiterinnen substantiell. Weiterhin können die Ergebnisse dieser Arbeit helfen, den Sozialparasitismus von legenden A. m. capensis Arbeiterinnen, der in Südafrika zu erheblichen Völkerverlusten führt, besser zu verstehen und zu behandeln.

The goal of my thesis was to analyse the social parasitism carried out by laying Cape honeybee, Apis mellifera capensis, workers. Intraspecific social parasitism by laying workers was widely unattended or in the case of the honeybee disposed as an artefact of beekeeping. In contrast to that, I have shown in the first part of my thesis that socially parasitic behaviour of workers is not only a man made phenomenon but is indeed an inherent part of the biology of the Western honeybee. In the second part of my thesis, I have analysed in detail the proximate mechanisms by which A. m. capensis workers establish themselves as social parasites within A. m. scutellata colonies. This thesis, thus, replenishes substantially the more descriptive papers about intraspecific social parasitism by laying workers in bumblebees and dwarf honeybees. Furthermore, the results may help to understand and manage the socially parasitic A. m. capensis workers which are a severe pest for apiculture in Northern South Africa.

Keywords:
Evolution, Soziale Insekten, Honigbiene, Apis mellifera capensis, Arbeiterinnen, Sozialparasitismus, Reproduktive Dominanz, Pheromon, Reproduktive Isolation, Pseudo-Königin

Evolution, social insects, honeybee, Apis mellifera capensis, worker social parasitism, reproductive dominance, pheromones, reproductive isolation, pseudoqueens

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Inhaltsverzeichnis
Front page, Contents (1, I)
1 Introduction (1-14)
2. Social parasitism by Cape honeybee workers in colonies of their own subspecies (Apis mellifera capensis Esch.) (15-16)
3. Emery's rule in the honeybee (Apis mellifera capensis) (17-18)
4. Pheromonal dominance and the selection of a socially parasitic honeybee worker lineage (Apis mellifera capensis Esch.) (19-20)
5. Social parasitism by honeybee workers (Apis mellifera capensis Esch.): evidence for pheromonal resistance to host queen's signals (21-22)
6. Dominance hierarchies among clonal socially parasitic workers (Apis mellifera capensis Esch.) (23-24)
7. Infestation levels of Apis mellifera scutellata swarms by socially parasitic Cape honeybee workers (A. m. capensis Esch.) (25-26)
8. Social analogue of immune memory in honeybee colonies (27-28)
9. Summary (29-36)
10. Zusammenfassung (37-50)
11 Appendix (51-57)