Ein neues Verfolgungssystem könnte endlich zeigen, wie Pestizide Bienenvölker schädigen

Ein neues Verfolgungssystem könnte endlich zeigen, wie Pestizide Bienenvölker schädigen

Von Erik StokstadNov. 8, 2018, 14:40 Uhr

Neonicotinoide, die weltweit am häufigsten verwendeten Insektizide, wirken vielen Ernteschädlingen entgegen, haben aber auch schleichende Auswirkungen auf lebenswichtige Bestäuber: Bienen. In hohen Dosen schädigen diese Neurotoxine, die sich im Pollen und Nektar der Bienen ansammeln, ihr Gedächtnis und ihre Fähigkeit, Nahrung zu sammeln. Mithilfe einer innovativen Tracking-Technik konnten Forscher nachweisen, dass Neonicotinoide die Aktivität in Hummelkolonien weitgehend reduzieren, die Wahrscheinlichkeit verringern, dass sich Bienen weniger um ihre Jungen kümmern, und es der Kolonie erschweren, die Nesttemperatur zu regulieren. Die Ergebnisse könnten helfen, ein langjähriges Rätsel zu lösen: Wie die Pestizide Bienenvölker schädigen.

Laboruntersuchungen belegen seit Jahren, welchen Schaden Neonicotinoide einzelnen Bienen zufügen können. Es ist jedoch viel schwieriger, eindeutig nachzuweisen, wie die Pestizide ganze Kolonien schädigen, die Hunderte oder sogar Tausende von Bienen enthalten, die alle als ein komplexer „Superorganismus“ zusammenwirken Der Blumenreichtum der Landschaft und andere Faktoren, die die Gesundheit der Kolonien beeinflussen, können auf unbekannte Weise interagieren und die Ergebnisse verzerren.

Um herauszufinden, wie sich die Pestizide auf Kolonien auswirken, beschloss James Crall, ein Biologe für Tierverhalten an der Harvard University, das kollektive Verhalten der Bienen nach dem Kontakt mit den Chemikalien zu untersuchen. Aber das war alles andere als einfach. Frühere Versuche, Bienen aufzuspüren, umfassten das Auftragen von Farbe, das Aufzeichnen des Filmmaterials für kurze Zeit und das sorgfältige Untersuchen und Kommentieren ihrer Aktionen. "Es ist schwer, sie auch für ein 5-minütiges Video zu verfolgen", sagt Crall. "Es ist unvorstellbar, das für viele Tage für mehrere Kolonien zu tun."

Crall und sein Team fanden eine Lösung, indem sie sich an die von ihm als Doktorand geschriebene Tracking-Software wandten. Student der Insektenflugbiomechanik in Harvard. Er und seine Kollegen klebten einzigartig gemusterte 3 x 4 Millimeter große Etiketten auf den Rücken von Hunderten von Hummeln. Schließlich bauten sie durch Anpassung der Roboterausrüstung aus einem Fruchtfliegenlabor eine bewegliche Plattform mit zwei hochauflösenden Kameras zusammen. Diese Kameras können regelmäßig bis zu ein Dutzend Hummelkolonien ausspionieren, die Bewegung der Tags aufzeichnen und zur Analyse an Computer weiterleiten.

Die Gruppe entschied sich für Hummeln, weil sie aus zwei Gründen viel einfacher zu handhaben sind als die berühmte Honigbiene: Ihre Kolonien bestehen aus Hunderten und nicht aus Zehntausenden von Individuen; und sie sind relativ zufrieden damit, auf engstem Raum zu suchen, während Honigbienen im Freien frei fliegen wollen.

Das Team gab dann neun Kolonien Zuckersirup, der mit sechs Teilen pro Milliarde eines gewöhnlichen Neonicotinoids namens Imidacloprid versetzt war, damit sie sich jederzeit davon ernähren konnten. Während des 12-tägigen Experiments verringerte sich das Gesamtaktivitätsniveau der Bienen und ihre sozialen Interaktionen. Während Bienen in Kontrollkolonien etwa 25% der Nacht damit verbrachten, sich um die Brut zu kümmern, gaben die Pestizid-konsumierenden Bienen weniger als 20% aus, berichten die Forscher heute in Science. Das Team stellte fest, dass die Lethargie nachts unerklärlicherweise stärker war. In einem weiteren Experiment haben Crall und seine Kollegen gezeigt, dass Imidacloprid die Fähigkeit von Kolonien, ihre Temperatur zu regulieren, behindern kann, was sie normalerweise tun, indem sie ihre Muskeln beugen und ihre Flügel fächern.

Es ist wichtig, dass ein Bienenstock bei einer konstanten Temperatur bleibt, damit sich die Larven der Kolonie richtig entwickeln können. „Diese Brut ist ihre Zukunft. Wenn sie sich nicht um sie kümmern, ist eine Auswirkung auf die Kolonie wahrscheinlich “, sagt Richard Gill, Bienenökologe am Imperial College London. Ganz allgemein, sagt er, ist es wichtig, dass die vielen Arbeiter kommunizieren und interagieren. "Alle Zahnräder müssen zum richtigen Zeitpunkt drehen, damit die Maschine einwandfrei funktioniert", sagt Gill. Es ist möglich, dass die verschiedenen Pestizid-induzierten Effekte das Wachstum der Kolonie bremsen.

Nachdem Crall diese Effekte gezeigt hat, plant er die Entwicklung von Tools zur Verfolgung und Manipulation der Temperatur in Kolonien, um mehr über die Wechselwirkung von Pestiziden und Temperatur zu erfahren. Letztendlich, so hofft er, könnte das System der automatisierten Videoüberwachung verwendet werden, um Pestizidtests schneller, billiger und ausgefeilter zu machen. Der Entomologe Reed Johnson von der Ohio State University in Wooster, der nicht an der Forschung beteiligt war, hält dies für wahrscheinlich. "Es ist die Zukunft, wie wir Pestizideffekte untersuchen werden."