Bienenforschung ohne Todesfolgen

  • Veröffentlicht am: 21.08.2018
Das Gesicht einer männlichen Bombus bifarius. Foto: USGS Bee Inventory and Monitoring Lab, Sam Droege/flickr, Public Domain

Bienen in ihrer natürlichen Umgebung zu folgen, ist für den Menschen schwierig. Im Rahmen von Studien ist jedoch genau dies immer wieder erforderlich, um genaue Daten zu gewinnen. Was vielen nicht bewusst ist: In der Regel gehen Untersuchungen mit dem Tod der untersuchten Individuen einher. Gerade bei besonders wertvollen Wildbienen-Arten ist dies jedoch problematisch. Wissenschaftler haben nun eine Markierungsmethode entwickelt, die einfach in der Anwendung und nicht tödlich für die Bienen ist.

Bei vielen Wildbienenarten – sogar bei kommerziell genutzten Nicht-Apis-Arten – existieren große Forschungslücken im Hinblick auf ihr Verhalten, insbesondere bei Anwesenheit verschiedener Stressfaktoren wie Urbanisierung, Pestizidbelastungen und Krankheitsübertragungen. Ein Großteil der Informationen über die Lebenszyklen und das Verhalten von Wildbienen beruht auf Schlussfolgerungen, die aus Daten bei Feldbeobachtungen gewonnen wurden.

Bisher gebräuchliche und zuverlässige Techniken zur eindeutigen Markierung von Insekten sind die Anwendung von Farben oder Farbstoffen, in der Regel als Markierungen in Form kleiner Farbpunkte oder durch das Aufkleben nummerierter Plättchen oder elektronischer Tags. Entsprechende Markierungen sind abhängig von der Körpergröße und den Verhaltensaktivitäten der Bienen. Und wenn eine große Menge Bienen markiert werden muss, ist diese Arbeit kaum zu bewältigen, weil sie zu arbeitsintensiv ist und auch die Varianten einer sicheren farblichen Markierung sind begrenzt.
Aktuell angewandte Protein-Methoden zur Massenmarkierung ermöglichen durchaus wirtschaftlich interessante Markierungen von Bienen, jedoch um den Preis, dass sie für die spätere Probennahme sterben müssen.

Der Verlust einiger hundert Individuen hat bei Honigbienen keinen wesentlichen Einfluss auf das Wohlergehen des Volks oder die von ihm erbrachte Bestäubungsleistung. Bei Hummeln und anderen Wildbienen sieht dies jedoch schon ganz anders aus. Die Entnahme einer größeren Zahl Arbeiterinnen aus einem Hummelvolk kann sehr wohl über dessen weiteres Überleben entscheiden, da die Völker deutlich kleiner sind – typischerweise 20 bis etwas über 1.800 Individuen.
Bei Solitärbienen ist jedes Weibchen reproduktiv aktiv und trägt zur gewünschten Bestäubungsleistung während der Pflanzenblüte bei. Eine „destruktive Probenahme“ ist daher keine wünschenswerte Option für die Freiland-Bienenforschung.

Weiterleben dank neuer Methode

Die Wissenschaftler haben im Rahmen ihrer Studie nun im Labor eine Markierungsmethode auf Basis von pulverförmigem Ei-Albumin entwickelt, bei der die Bienen einen Proteinmarker erhalten, den sie durch kurzen Eintauchen in einer Lösung erhalten. Die spätere Probenahme hatte keinen Einfluss auf das Überleben der Bienen. Getestet haben die Forscher ihre Methode bei drei unterschiedlichen Bienenarten – der Zweigeteilten Hummel Bombus bifarius sowie den solitärlebenden Wildbienen Blaue Gartenbiene Osmia lignaria und Luzerne-Blattschneiderbiene Megachile rotundata.

O. lignaria wird zur kommerziellen Bestäubung von Obstsorten wie Äpfeln, Kirschen und Mandeln eingesetzt. Aktuell geht man davon aus, dass nur 618 - 680 Arbeiterinnen pro Hektar für eine effektive Bestäubung in den meisten Obstplantagen notwendig sind. Die Ansiedlung und der Fortpflanzungserfolg in den Plantagen erweist sich jedoch als schwierig, was ihren Erwerb für die kommerzielle Bestäubung mit 1,50 US$/Stück relativ teuer macht.

M. rotundata sind dagegen leicht verfügbar und recht kostengünstig mit nur 0,01 US$/Kokon. Sie werden häufig für die kommerzielle Bestäubung von Saatgut wie Luzerne und Raps gekauft. Über ihre Verhalten und ihre Verbreitung in Agrarökosystemen ist jedoch nach wie vor nicht so viel bekannt. Dabei ist es entscheidend für die Verbesserung des Bienenmanagements und die Sicherung der Populationen in der kommerziellen Pflanzenproduktion.

Die bisherigen Versuche der Studie fanden im Labor statt, sodass weitere Tests erforderlich wären, die neue Markierungsmethode auch im Freiland zu überprüfen. Da sich die Marker in der Laborumgebung jedoch als sehr beständig erwiesen, gehen die Forscher davon aus, dass der Marker auch gegenüber Umwelteinflüssen bestehen wird.

Die Wissenschaftler geben zu bedenken, dass die Proteinmarkierung theoretisch zwischen den Arten und zwischen den Bienen übertragen werden könnten. Im Versuchsaufbau selbst war dies jedoch sehr unwahrscheinlich, da er nur weibliche Bienen enthielt; Paarungsversuche, das Kämpfen oder das Teilen von Nistsubstraten konnten nicht beobachtet werden.
Für die sozialen Hummeln wurden Proteinmarkierungen dagegen mit Sicherheit übertragen, sobald sie nach der Behandlung ihr Nest aufsuchten. Dies könnte jedoch auch als Vorteil für künftige Studien angesehen werden, wenn die Bewegung von Bienen verfolgt werden soll. Dafür würde es genügen, nur einige Bienen eines Volkes zu markieren. Sowohl bereits ausgewachsene Hummeln, als auch neue Tiere würden sich im Verlauf der Saison wahrscheinlich wiederholt durch den Kontakt quasi selbst markieren.

Literaturstelle: 

Natalie K Boyle, Amber D Tripodi, Scott A Machtley, James P Strange, Theresa L Pitts-Singer, James R Hagler; A Nonlethal Method to Examine Non-Apis Bees for Mark-Capture Research, Journal of Insect Science, Volume 18, Issue 3, 1 May 2018, 10, https://doi.org/10.1093/jisesa/iey043

Die Studie ist in vollem Umfang frei zugänglich (Open Access).
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