Königinnen, Drohnen und Arbeiterinnern – alle reagieren anders

  • Veröffentlicht am: 18.10.2019
Studienobjekt war die Gemeine Östliche Hummel. Ähnliche Ergebnisse dürften auch bei anderen sozialen Bienen zu erwarten sein. Foto: Words & Numbers/CC BY 2.0

Forscher haben in einer  Studie nachgewiesen, dass Königinnen und Drohnen von einer dauerhaften, aber niedrigen Dosis eines weit verbreiteten Pestizids derart belastet werden, dass dies die langfristige Stabilität und das Überleben ihrer Populationen bedroht.

Die zunehmende Verbreitung von Pestiziden könnte dazu beigetragen haben, dass viele Hummel-Arten in Nordamerika dezimiert wurden. Eine Studie zeigt nun, dass die tägliche Aufnahme von Neonicotinoiden das Überleben von Königinnen und männlichen Bienen verringert, die für das Überleben von Wildpopulationen entscheidend sind. Die Studie ergab auch, dass die Belastung mit den Chemikalien die Expression von Genen verändert, die biologische Funktionen wie Fortbewegung, Fortpflanzung, Immunität, Lernen und Gedächtnis regulieren. Das lässt vermuten, dass Neonicotinoide die Lebensfähigkeit von Hummel-Populationen stärker beeinträchtigen als bisher angenommen.

Es ist die erste Studie, die untersucht, wie die orale Exposition gegenüber Feld-realistischen Dosen von Neonicotinoiden Königinnen, Drohnen und Arbeiterinnen auf individueller Ebene unterschiedlich beeinflusst. Da jeder Bienentyp einen separaten, aber wichtigen Beitrag zur Stabilität der Wildpopulationen leistet, kann das Verständnis, wie sie jeweils auf Neonicotinoide reagieren, dazu beitragen, landwirtschaftliche Praktiken und Vorschriften zu etablieren, die Bienen und andere Bestäuber besser schützen.

„Es gibt ungefähr 4.000 Bienenarten, die in Nordamerika beheimatet sind. Und viele sind von einem rapiden Niedergang betroffen. Zum Beispiel sind jetzt zwei der zehn Hummel-Arten, die in Massachusetts immer präsent waren, verschwunden, und einige weitere haben dieselbe Richtung eingeschlagen. Mit dem Verschwinden unserer Hummeln und anderer einheimischer Bestäuber verschwinden auch unsere einheimischen Blütenpflanzen und die Tiere, die sie für Nahrung, Obdach und Nistplätze nutzen“, erklärt Robert J. Gegear vom Worcester Polytechnic Institut. „Wir müssen alle Faktoren verstehen, die zum Rückgang der Wildbienen beitragen, aber die Beweise sprechen gegen Neonicotinoide in landwirtschaftlichen und städtischen Gebieten. Da Neonicotinoide leicht aus dem Boden in den Nektar und Pollen von Wildblumen gelangen, die in diesen Gebieten wachsen. Da sie in der Umwelt für lange Zeit bestehen können, stellen sie eine Gefahr für Hummeln in jeder Phase ihres jährlichen Lebenszyklus dar.“

Frühere Studien über die Wirkungen von Neonicotinoiden auf Hummeln hätten sich überwiegend darauf konzentriert, wie sie das tägliche Leben einer Kolonie beeinflussen. „Die Fokussierung auf das Koloniestadium macht Sinn, wenn man sich Sorgen um die Bestäubung von Nutzpflanzen macht“, so Robert Gegear, „bietet aber keinen umfassenden Überblick über Neonicotinoid-Effekte in einem ökologischen Kontext, weil es andere Lebensstadien ignoriert, die sich direkt auf die Dynamik wildlebender Populationen auswirken.“

Viele Untersuchungen haben sich bei der Bemessung des Gesundheitszustandes eines Bienenvolkes auf das Überleben der Arbeiterinnen gestützt, da sie die Mehrheit in einem Bienenvolk stellen. Wichtige Stadien im Lebenszyklus eines Hummel-Volkes treten allerdings außerhalb der Kolonie auf und betreffen nur die Königin und die Drohnen für die Paarung. Am Ende entscheiden nur die Jungköniginnen nach erfolgreicher Überwinterung über den Erfolg einer neuen Kolonie im kommenden Frühjahr.

Während die Exposition gegenüber dem getesteten Insektizid das Überleben von Königinnen und Drohnen verringerte – wobei Drohnen stärker betroffen waren – hatte es praktisch keine Wirkung auf das Überleben der weiblichen Arbeiterinnen bei gleicher Dosis. Robert Gegear sagte, die Arbeiterinnen besäßen eine bessere Möglichkeit zur Entgiftung als Drohnen und Königinnen. Da die Arbeiterinnen den Honig produzieren, der den übrigen Bienen im Volk als Nahrung dient, ist diese Fähigkeit besonders nützlich. Am Ende des Lebens eines Hummel-Volkes müssen jedoch die Drohnen und Jungköniginnen das Volk verlassen, um selbst Nahrung zu finden. Für die Jungköniginnen und Männchen ist die Zeit zur Paarung gekommen. Und genau dann sind sie direkt dem Pestizid ausgesetzt, wenn sie kontaminierte Blütenpflanzen aufsuchen.

Um besser zu verstehen, wie Neonicotinoide Hummeln auf molekularer Ebene beeinflussen, boten die Wissenschaftler den Insekten Nahrung mit subletalen Dosen des Neonicotinoids Clothianidin. Sie verwendeten RNA-Sequenzierung zur Bestimmung, wie die Chemikalie die Expression von Genen beeinflusst, von denen man annimmt, dass sie an der Entgiftung und anderen biologischen Prozessen beteiligt sind. Die Ergebnisse zeigten, dass das Neonicotinoid bereits in extrem niedrigen Dosen tiefgreifende Effekte auf Gene haben kann, die wichtige physiologische und Verhaltensprozesse in Hummeln regulieren.

„Neonicotinoide besitzen nicht nur das Potenzial, die Zahl der Königinnen, die zu Beginn des Lebenszyklus Nester bauen, zu reduzieren, sondern auch die Anzahl der Männchen und Königinnen, die am Ende des Zyklus zur Paarung zur Verfügung stehen – die Fähigkeit der Männchen, Sperma zu produzieren, die Fähigkeit der Königinnen, florale Ressourcen aufzunehmen, und die Fähigkeit von Königinnen und Männchen, Infektionen abzuwehren. All dies kann die Stabilität der Population beeinträchtigen“, so Robert Gegear.
Der Forscher ist der Meinung, dass es wichtig sei, die jetzige Forschung über die Auswirkungen von Pestiziden auf Hummeln zu erweitern, um die Auswirkungen feldrealistischer Expositionen bei allen Arten von Bienen und in allen Phasen des Lebenszyklus zu ermitteln. „Zum Beispiel basieren die meisten regulatorischen Entscheidungen zu Neonicotinoiden auf akuten Toxizitätswerten bei Honigbienen. Wir haben gezeigt, dass dieser Ansatz kritische Auswirkungen unberücksichtigt lässt, die das Überleben von Wildbienen und damit die langfristige Lebensfähigkeit vieler natürlicher Ökosysteme erheblich beeinträchtigen können.“

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