Gesundes Mikrobiom hilft Hummeln gegen Selen
Die Untersuchungen dieser Studie fanden an Gemeinen Östlichen Hummeln statt. Foto: Judy Gallagher/Flickr, CC BY 2.0
Hummeln zählen zu den wichtigen Bestäubern unter den Insekten und sie müssen mit vielen Belastungen in der Umwelt zurechtkommen. Wenn sie Pollen und Nektar von Pflanzen aufnehmen, die auf belasteten Böden wachsen, nehmen sie auch das Spurenelement Selen auf. Eine hohe Belastung mit Selen kann das Mikrobiom der Hummeln belasten und damit ihre Überlebensrate verringern.
Hummeln werden als Bestäuber auch kommerziell gezüchtet und mit mehr als einer Million Völkern zur Bestäubung hochwertiger Gewächshauskulturen wie Tomaten und Paprika eingesetzt. In freier Wildbahn haben sie es jedoch zunehmend schwerer, wobei ein Großteil der Rückgänge auf die Landnutzungsänderungen, Pestizide, Parasiten und Krankheitserreger, aber auch die Belastung mit Schwermetallen zurückzuführen ist.
Das Schwermetall Selen in der Umwelt stellt ein weltweites Problem dar, das durch Bergbau oder die Verbrennung von Kohle sowie der Bewässerung in der Landwirtschaft entstehen kann. In Pflanzen in mit Selen kontaminierten Gebieten können sich in Pollen und Nektar hohe Mengen des Schwermetalls anreichern. Quinnet et al. wiesen etwa sehr hohe Belastungen bei Braunem Senf Brassica juncea und bei Wüsten-Prinzenblumen Stanleya pinnata nach.
Hummeln besitzen ein Mikrobiom, in dem Bakterien der Gattungen Snodgrassella, Gilliamella, Lactobacillus, Bombiscardovia, Schmidhempelia und Bifidobacterium anzutreffen sind.
Die Mikrobiota von Honigbienen und Hummeln wird durch soziale Interaktionen innerhalb de Volkes übertragen.
In einer Studie wurden Arbeiterinnen der Gemeinen Östlichen Hummel Bombus impatiens mit einer feldrealistischen Dosis Selen belastet; eine der Hummel-Gruppen wurde zuvor quasi mit Bakterien aus dem Mikrobiom anderer Hummeln geimpft, während sich eine weitere Gruppe ohne eine entsprechende bakterielle Impfung dem Selen stellen musste.
Die Gruppe der Hummel mit einer Mikrobiota-Impfung lebte geringfügig, aber signifikant länger als die nicht geimpften Hummeln. Insgesamt hat Selen aber die Lebensdauer aller Hummeln verkürzt.
Mithilfe einer 16S-rRNA-Genesequenzierung fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Exposition mit Selen die Zusammensetzung der Mikrobiota im Darm der Hummeln und die relative Häufigkeit spezifischer Bakterien verändert.
Während einige Bakterien die Toxizität von Selen signifikant verringern, können andere in einer entsprechenden Umgebung nicht überleben.
In einer Folgeuntersuchung testeten die Forscher in-vitro, ob sich die beiden im Mikrobiom besonders häufig vorkommenden Bakterien Snodgrassella alvi und Lactobacillus bombicola in einer mit Selen belasteten Nährflüssigkeit vermehren können, was der Fall war. Die Genome beider Mikroben sind an dem Entgiftungsprozess gegenüber Selen beteiligt.