Bienen sind nur begrenzt dazu in der Lage, ihre Hitzetoleranz durch Akklimatisierung oder vorherige Hitzeexposition zu verbessern. Dadurch sind sie anfällig für den Klimawandel.

„Bienen sind die wichtigsten Bestäuber von Pflanzen, und das Verständnis ihrer Reaktionen auf den Klimawandel ist entscheidend, um mögliche Auswirkungen auf die Landwirtschaft und die Ernährungssicherheit vorhersagen zu können“, so Studienautor Victor Gonzalez von der Universität Kansas.

Das von ihm geleitete Forschungsteam untersuchte sechs Bienenarten von der griechischen Insel Lesbos, indem es Veränderungen ihrer Hitzetoleranz als Reaktion auf erhöhte Temperaturen und simulierte Hitzewellen ermittelte. Die Studienarbeit umfasste die Entnahme lebender Bienen im Feld und die Durchführung thermischer Experimente im Labor.

Das kritische thermische Maximum (CTMax) wurde bei sechs Bienenarten untersucht, die sich in Körpergröße und Nistgewohnheiten voneinander unterscheiden: Westliche Honigbienen Apis mellifera, Dunkle Erdhummeln Bombus terrestris, Gelbbindige Furchenbienen Halictus scabiosae, Pförtner-Schmalbienen Lasioglossum malachurum, Blauschwarze Holzbienen Xylocopa violacea und X. olivieri.

Die Bienen wurden 48 Stunden lang an eine Temperatur gewöhnt, die 5 °C über der durchschnittlichen Umgebungstemperatur lag. Die Bienen im Experiment der Studie waren danach nur begrenzt in der Lage, den CTMax nach einer kurzfristigen Akklimatisierung an warme Temperaturen oder akute Hitzeeinwirkung zu erhöhen.

Im Durchschnitt stieg der CTMax der Bienen bei jedem Anstieg der Akklimatisierungstemperatur von 1 ° C um 0,09 ° C. Bei Honigbienen verringerte sich der CTMax bei einem Anstieg der Akklimatisierungstemperatur.

Die Akklimatisierungsfähigkeit betrug im Durchschnitt zwischen den Arten 9 %. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Bienen womöglich nur begrenzt in der Lage sind, ihre Hitzetoleranz durch Akklimatisierung oder als Reaktion auf vorherige Hitzeeinwirkung wesentlich zu verbessern, was sie physiologisch empfindlich auf schnelle Temperaturänderungen bei extremen Wetterereignissen macht.

Bienen können bei der Nahrungssuche in der Sonne Temperaturen ausgesetzt sein, die knapp unter ihrem CTMax liegen. Beispielsweise kann die Körpertemperatur bei Hummeln und Holzbienen bis zu 2 bis 3 °C unter ihrem CTMax liegen.

Größere Arten vertragen höhere Temperaturen

Das Team stellte fest, dass Bienen empfindlich auf Temperaturänderungen reagierten und nur begrenzte Kapazitäten zur Erhöhung ihrer Hitzetoleranz aufwiesen.
Die Bienen waren insofern nicht darauf vorbereitet, weitere Hitzeeinwirkung zu tolerieren. Eine Verbesserung der Hitzetoleranz aufgrund der Hochregulierung von Hitzeschockproteinen wurde bei anderen Insekten von González-Tokman et al. 2020 durchaus nachgewiesen, und es ist bekannt, dass Honigbienen und Hummeln die entsprechenden Proteine hochregulieren, wenn sie thermischem Stress ausgesetzt sind wie Untersuchungen von Koo et al. 2015, Pimsler et al. 2020 und Al-Ghzawi et al. 2022 gezeigt haben.
Größere Arten wie die Dunkle Erdhummel und die Holzbienen können besser höhere Temperaturen vertragen als kleinwüchsige Arten wie die Pförtner-Schmalbiene. Ein derartiges Ergebnis war tendenziell zu erwarten, da sich kleine Bienen aufgrund ihres großen Verhältnisses von Oberfläche zum Volumen schneller erwärmen als große Bienen. Insgesamt sind Studienergebnisse anderer Forscher jedoch nicht in gleicher Form eindeutig.

Die Erkenntnisse dieser Studie untermauern die Annahme, dass Insekten wie andere wechselwarme Tiere im Allgemeinen eine schwache Plastizität beim CTMax aufweisen. Extreme Temperaturen können sie nicht überstehen, daher benötigen sie für extreme Wetterereignisse vorübergehende thermische Zufluchtsorte.

„Bienen müssen sich auf ihr Verhalten und nicht auf ihre Physiologie verlassen, um mit Hitzewellen zurechtzukommen“, so Victor Gonzalez. Wir können Bienen helfen, indem wir die einheimische Vegetation erhalten und wiederherstellen, die bei diesen extremen Wetterereignissen thermische Zufluchtsorte bietet.

Bienen können teilweise ihre Flug- und Sammelaktivitäten anpassen oder gezielt Wasser zur Verdunstungskühlung sammeln. Diesbezüglich besitzen zumindest soziale Arten eine größere Verhaltensplastizität.