Abstammung heutiger Honigbienen-Populationen in den Vereinigten Staaten
Honigbienen in den Vereinigten Staaten sind meist eine bunte genetische Mischung. Foto: Annie Spratt/Unsplash
Die Westliche Honigbiene Apis mellifera war ursprünglich in Nordamerika nicht heimisch und erst durch den Menschen eingeführt. Völker wurden mehrfach aus unterschiedlichen Quellen eingeführt, erstmals im 17. Jahrhundert. In einer Studie hat ein Team von Wissenschaftlern untersucht, aus welchen Linien die Honigbienen in den Vereinigten Staaten stammen.
Die Proben stammten aus 45 Bundesstaaten, Washington D. C. und zwei Territorien der Vereinigten Staaten.
Die Untersuchungen der genetischen Vielfalt der Populationen wurde durch einen molekularen Ansatz unter Verwendung von zwei mitochondrialen DNA (mtDNA)-Markern untersucht. Insgesamt wurden 1.063 Proben auf die intergenetische Region der mtDNA analysiert, die sich zwischen Cytochrom-C-Oxidase I und II (COI-COII) befindet. 401 Proben wurden auf das für die NADH-Dehydrogenase 2 (ND2) kodierende Gen untersucht.
Die Ergebnisse zeigen, dass die verwalteten Honigbienen-Populationen in den Vereinigten Staaten zu drei bekannten Honigbienen-Evolutionslinien (C, M, A) gehören: 93,79 % stammen von der C-Linie, 3,20 % von der M-Linie und 3,01 % von der A-Linie ab.
Eine frühere Studie, die von Schiff und Sheppard 1993 an wilden Honigbienen-Kolonien aus neun US-Bundesstaaten durchgeführt wurde, ergab etwas abweichende Ergebnisse: 77 % gehörten zur C-Linie, 22 % zur M-Linie und 1 % zur A-Linie.
Magnus et al. wiederholten die Studie 2014 mit Proben aus zwölf US-Bundesstaaten mit abweichendem Ergebnis: 83 % der Proben gehörten der C-Linie an, 7 % der M-Linie und 9 % der O-Linie (wobei die orientalische Linie eigentlich als A-Linie hätte charakterisiert werden sollen).
Eine neuere Studie von Rangel et al. aus 2020 zeigte, dass 100 % der untersuchten verwalteten Kolonien im US-Bundesstaat Pennsylvania der C-Linie angehörten. In dieser Studie wurden aber nur elf Völker untersucht.
Unbewirtschaftete Völker und verwilderte Schwärme gingen in Nordamerika aus dem bewirtschafteten Bestand hervor. Wildpopulationen sollten im Vergleich zu verwalteten Völkern einem neutraleren Selektionspfad folgen; gleichwohl basiert ihre Vielfalt auf den zuvor gezüchteten Populationen.
Insofern ist es nicht überraschend, dass die C-Linie die bei weitem dominanteste Linie ist, die in Honigbienen-Populationen der Vereinigten Staaten nachgewiesen werden kann.
C-Linie
Diese Linie stammt aus dem nördlichen Mittelmeerraum Südosteuropas. Es umfasst mehrere gut definierte Unterarten wie Italienische Biene A. m. ligustica, Kärtner Biene A. m. carnica, Mazedonische Biene A. m. macedonica, Südgriechische Biene A. m. cecropia und Zyprische Honigbiene A. m. cypria.
In den Proben der aktuellen Studienarbeit wird die C-Linie durch zwei Haupthaplotypen (C1, C2x) repräsentiert: A. m. ligustica und A. m. carnica.
A. m. ligustica sind die am zweithäufigsten verbreiteten Königinnen unter Imkern in den Vereinigten Staaten (38,76 %).
Die Haplotyp-Vielfalt unter europäischen Populationen unterscheidet sich stark von den Populationen der Vereinigten Staaten. Im Laufe der Zeit hat eine genetische Verschiebung zugunsten C2j mithilfe natürlicher oder menschlicher Selektion stattgefunden.
Es wurden eine Reihe neuer Haplotypen gefunden, über die bisher noch nie berichtet wurden, auch nicht im ursprünglichen geografischen Verbreitungsgebiet: C1-571-USA in Stichproben aus vier US-Bundesstaaten, C7-570-USA in zwei Bundesstaaten und auf der isolierten Insel Guam sowie C2-570-USA, C3-567-USA, C4-571-USA, C5-571-USA und C6-571-USA.
M-Linie
Die Linie umfasst zahlreiche dokumentierte Haplotypen, die zwei Unterarten charakterisieren: Dunkle Honigbiene A. m. mellifera und Iberische Biene A. m. iberiensis.
Innerhalb der US-Populationen stammen nur 3,2 % der Bienenköniginnen aus dieser Linie, mit drei der vorherrschenden, bekanntesten M-Haplotypen M3a, M7c und M7b.
In den natürlichen Verbreitungsgebieten Westeuropas wurden mindestens 91 Haplotypen in dieser Linie beschrieben.
Der Unterschied deutet darauf hin, dass Königinnen dieser Linie nicht im gleichen Maße wie die C-Linie importiert wurden.
Zusätzlich zu den drei bekannten Haplotypen wurden fünf neue Haplotypen der M-Linie identifiziert.
Die neuen M-Haplotypen basieren womöglich auf lokalen Anpassungen.
A-Linie
Diese Linie stammt vom afrikanischen Kontinent und gilt als die genetisch vielfältigste Linie mit Unterarten wie Ägyptische Biene A. m. lamarckii, Tellbiene A. m. intermissa, Syrische Biene A. m. syriaca, Ostafrikanische Hochlandbiene A. m. scutellata, Kapbiene A. m. capen, Sizilianische Biene A. m. siciliana und Madagaskarbiene A. m. unicolor.
Aufzeichnungen zufolge wurde A. m. syriaca 1880 in die Vereinigten Staaten importiert (Marcelino et al., 2022).
Die afrikanische Linie wurde anhand vier zuvor bekannter Haplotypen (A1e, A1v, A4, A4p) identifiziert; entdeckt wurden zudem zwei neue Haplotypen: A1-837-6-USA und A2-829-4-USA.
Die A-Linie war vor allem in den drei südlichen US-Bundesstaaten Louisiana, Florida und Texas anzutreffen.
Alburaki M, Madella S, Lopez J, Bouga M, Chen Y and vanEngelsdorp D (2023) Honey bee populations of the USA display restrictions in their mtDNA haplotype diversity. Front. Genet. 13:1092121. doi: 10.3389/fgene.2022.1092121