Laut einer Studie von Wissenschaftlern der Macquarie University könnten Bienen zu Biomonitoren werden, die ihre Nachbarschaft überprüfen, um festzustellen, wie weit sich die antimikrobielle Resistenz (AMR) ausgebreitet hat.
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sterben jedes Jahr mindestens 700.000 Menschen an arzneimittelresistenten Krankheiten. Schätzungen zufolge werden bis 2050 10 Millionen Menschen an AMR sterben. Wir verfügen jedoch nur über wenige Instrumente, um die Ausbreitung dieser Krankheit zu verfolgen die Umgebung.
Die Studie, veröffentlicht in Umweltwissenschaften und -technologierekrutierte Honigbienen, die ein „Crowdsourcing“-Umweltvertreter sein können, da sie bei der Nahrungssuche mit Schadstoffen im Boden, Staub, Luft, Wasser und Pollen interagieren.
„Bienen interagieren mit der menschlichen Umgebung und sind daher ein wirklich guter Indikator für Verschmutzung, die ein Risiko für eine Schädigung des Menschen darstellen kann“, sagt Erstautorin Kara Fry, Adjunct Research Fellow an der School of Natural Sciences der Macquarie University und außerdem Senior Research and Development Beamter bei der Environmental Protection Authority Victoria (EPA).
„Bienen leben nur etwa vier Wochen, also ist alles, was man an einer Biene sieht, etwas, das sich gerade in der Umwelt befindet.“
Fry und Hauptautor Professor Mark Taylor, der leitende Umweltwissenschaftler der EPA Victoria, untersuchten 18 Bienenstöcke von bürgerwissenschaftlichen Imkern, die im Großraum Sydney Bienenstöcke in verschiedenen Landnutzungsarten hatten.
Sie beprobte acht Bienen aus jedem Bienenstock, um zu sehen, was sich in ihrem Verdauungstrakt befand.
Konkret suchte sie nach genetischen Elementen, sogenannten Klasse-1-Integonen, den Schlüsselfaktoren für die Resistenz gegen Antibiotika. Sie suchte auch nach giftigen Metallen wie Blei.
„Da der Mensch seine eigenen Bakterien in die Umwelt freigesetzt hat, haben sich Integrone der Klasse 1 in andere natürliche Systeme ausgebreitet. Man kann sie jetzt auf jedem Kontinent finden, sogar in der Antarktis. Man kann sie in wirklich unterschiedlichen Räumen finden“, sagt Fry.
Die Studie ergab, dass mehr als 80 % der in allen Bienenstöcken beprobten Bienen positiv auf ein oder mehrere antimikrobielle Resistenzziele reagierten, was die Forscher überraschte, indem sie zeigten, dass AMR unabhängig vom Landnutzungskontext weit verbreitet ist.
Fry und ihr Team erwarteten, in dichter besiedelten Gebieten mehr Integrone zu finden. Stattdessen stellten sie fest, dass sie über ein extrem großes Gebiet verteilt waren, jedoch mit höheren Konzentrationen um Gewässer wie Dämme und Seen herum.
„Wir vermuten, dass das Vorhandensein lokaler Gewässer, in denen sich Abwässer sammeln, eine kritische Quelle für die AMR-Kontamination darstellt“, sagt Fry. „Alles aus dem Einzugsgebiet fließt ab und bleibt dann in diesem System.“
„Wie erwartet zeigten unsere Studiendaten, dass Wohn- und Industriegebiete sehr stark von umweltbedingtem Blei betroffen waren, wobei die Konzentrationen in dichter besiedelten Gebieten höher waren. Im Gegensatz dazu war AMR in der gesamten städtischen Umgebung viel weiter verbreitet.“
Während die Möglichkeit, Schadstoffe zu überwachen und festzustellen, wo ihre Konzentrationen am höchsten sind, ein unschätzbares Hilfsmittel sein könnte, um zu verstehen, wo Sanierungsmaßnahmen durchgeführt werden sollten, ist die Entdeckung, wie weit verbreitet AMR ist, auch ein Weckruf für die Menschen, ihr Verhalten zu ändern.
„Die Hauptursachen für antimikrobielle Resistenzen sind der Missbrauch und die Überbeanspruchung antimikrobieller Produkte. Die Botschaft dieser Forschung unterstreicht die Notwendigkeit, Antibiotika bei Bedarf und vorschriftsmäßig zu verwenden und sie ordnungsgemäß zu entsorgen, indem Sie unbenutzte Medikamente in Ihre Apotheke zurückgeben“, sagt Fry.
„Darüber hinaus sollten wir auch einen Blick auf die Produkte werfen, die wir zu Hause verwenden, und solche mit zugesetzten antimikrobiellen Wirkstoffen meiden.“
Die Forscher untersuchen nun den Einsatz von Bienen zur Erkennung anderer Umweltschadstoffe und prüfen, ob bestimmte Vogelarten im Biomonitoring eingesetzt werden könnten.
Mehr Informationen:
Kara L. Fry et al., Verfolgung der Quellen und Prävalenz von Klasse-1-Integonen, antimikrobieller Resistenz und Spurenelementen mithilfe europäischer Honigbienen, Umweltwissenschaft und -technologie (2023). DOI: 10.1021/acs.est.3c03775