Die chronische Toxizität des Fungizids Pyraclostrobin bei Arbeitsbienen unterschiedlichen Alters führte in einer aktuellen Studienarbeit zu einer signifikanten Verringerung der Lebenserwartung, was sich auf die Stabilität und Gesundheit des Bienenvolks auswirkt.

Die soziale Arbeitsteilung innerhalb des Honigbienenvolkes ist stark vom Alter der Bienen abhängig. Daher ist die Altersstruktur für die Entwicklung und das Überleben eines Bienenvolkes durchaus von großer Bedeutung. Unterschiede in der Toleranz gegenüber Pestiziden und anderen äußeren Belastungen bei Arbeitsbienen unterschiedlichen Alters können mit ihrer sozialen Arbeitsteilung und den entsprechenden physiologischen Zuständen zusammenhängen.

Das Fungizid Pyraclostrobin wird zur Bekämpfung von Pilzkrankheiten bei Nektar- und Pollenpflanzen eingesetzt. In Deutschland, Österreich und der Schweiz sind Pflanzenschutzmittel mit diesem Wirkstoff für den gewerblichen Einsatz zugelassen, mit einem breiten Anwendungsspektrum: Ackerbau, Gemüse-, Hopfen- und Obstbau sowie bei Zierpflanzen und Wein.

Das Ziel der aktuellen Studienveröffentlichung war es, die Auswirkungen der im Feld empfohlenen Konzentrationen von Pyraclostrobin für Honigbienen zu untersuchen - im Hinblick auf die Aktivitäten von Schutz- und Entgiftungsenzymen, auf die Expression von Genen, die am Nährstoffstoffwechsel beteiligt sind, und auf die Immunantwort bei Arbeiterinnen unterschiedlichen Alters, um physiologische und biochemische Unterschiede zu ermitteln.

Mit der Erhöhung der Pyraclostrobin-Expositionskonzentration verringerte sich die Überlebensrate von Arbeitsbienen unterschiedlichen Alters erheblich. Die Überlebensrate von Sammelbienen mit einem Alter von 21 Tagen ist bei fortgesetzter Fungizidexposition deutlich verringert.

Weniger Ammenbienen im Volk können weniger Gelée Royale produzieren, was zu einem Mangel an Nahrung für jüngere Larven und die Königin führt.
Es ist davon auszugehen, dass die kontaminierte Nahrung auch zu weiteren Problemen bei den Honigbienen führt, was ihre Anfälligkeit in den unterschiedlichen Alterskategorien erklärt.

Die Aktivitäten der Schutzenzyme CAT und SOD und der Entgiftungsenzyme CarE, GSTs und CYP450 waren bei erwachsenen Arbeitsbienen unterschiedlichen Alters deutlich verändert, was darauf hindeutet, dass die physiologische Reaktion und die Regulierungsfähigkeit von Arbeiterinnen unterschiedlichen Alters auf den durch das Fungizid ausgelösten Stress unterschiedlich waren: Im Vergleich zu 1 und 8 Tage alten Arbeiterinnen wurde die Expression von nährstoffbezogenen Genen (ilp1 und ilp2) und immunitätsbezogenen Genen (Apidaecin und Defensin1) bei Sammlerinnen im Alter von 21 Tagen mit zunehmender Pyraclostrobin-Konzentration allmählich herunterreguliert. Darüber hinaus war die Expression von Vitellogenin und Hymenoptaecin bei 21 Tage alten Honigbienen auch in Behandlungsgruppen mit hohen Konzentrationen (250 und 313 mg/l) verringert.

Die Schutzenzyme SOD und CAT dienen in den Zellen des Organismus als primäre Abwehr gegen freie Radikale. SOD wandelt überschüssige O₂-Radikale schnell in H₂O₂ um und zersetzt sie dann durch CAT in H₂O und O₂ (Li-Byarlay et al., 2016, Qi et al., 2020).
Wie andere Insekten verfügen auch Honigbienen über Entgiftungssysteme, darunter die Enzyme CYP450, CarE und GSTs. Sie verstoffwechseln endogene Verbindungen und Xenobiotika (Berenbaum und Johnson, 2015, Gong und Diao, 2017).

Die Ergebnisse zeigen, dass die im Feld empfohlenen Konzentrationen von Pyraclostrobin nicht nur die Aktivität schützender und entgiftender Enzyme stören, sondern auch den Nährstoffstoffwechsel und die Immunantwort von Honigbienen beeinträchtigen. Das führt insgesamt bei Sammelbienen zu einem vorzeitigen Tod.