Hitze- und Austrocknungstoleranzen sagen den Bienenreichtum unter dem Klimawandel voraus

Jüngste Untersuchungen der Absolventin der University of New Mexico, Melanie Kazenel, und ihrer Kollegen sagen voraus, dass der Klimawandel die Bienengemeinschaften im Südwesten der USA verändern wird, wobei einige gedeihen und andere zurückgehen. Die Studie mit dem Titel „Hitze- und Austrocknungstoleranzen sagen den Bienenreichtum unter dem Klimawandel voraus“ wurde kürzlich veröffentlicht veröffentlicht In Natur.

Kazenel schloss ihren Ph.D. ab. in Biologie an der UNM im Jahr 2022 und ist derzeit Gastdozent für Biologie am Earlham College in Indiana.

„Ich untersuche, wie einheimische Bienen auf den Klimawandel reagieren“, sagte Kazenel. „Bienen sind die wichtigsten Bestäuber vieler Wildpflanzen und landwirtschaftlicher Nutzpflanzen, was bedeutet, dass sie für den Erhalt natürlicher Ökosysteme und die menschliche Nahrungsversorgung von entscheidender Bedeutung sind. Es gibt jedoch zunehmend Hinweise darauf, dass Bienen weltweit bedroht sind.“

„Zu den bekannten Faktoren, die Bienen bedrohen, gehören der Verlust von Lebensräumen, Pestizide, Krankheiten und der Klimawandel. Allerdings wurde der Klimawandel im Vergleich zu anderen Faktoren, die Bienen bedrohen, weniger untersucht.“

„Unsere Forschung zielte darauf ab, diese wichtige Wissenslücke zu schließen. Insbesondere im Südwesten der USA wird das Klima mit der Zeit wärmer und trockener und variiert von Jahr zu Jahr. Wir wollten verstehen, wie sich diese Veränderungen auf die Bienengemeinschaften auswirken.“ unserer Region.“

Die Forschung wurde im Sevilleta National Wildlife Refuge (SNWR) in der Nähe von Socorro, NM, im Rahmen des Sevilleta Long-Term Ecological Research Program (SEV-LTER) durchgeführt.

„Diese Region ist die Heimat einer außergewöhnlich hohen Bienenvielfalt. Allein am SNWR haben wir etwa 340 Arten wilder, einheimischer Bienen registriert“, sagte Kazenel.

Die Forschung begann im Jahr 2002, als Karen W. Wright, außerordentliche Assistenzprofessorin für Biologie an der UNM, am SEV-LTER eine Langzeitstudie zur Bienenüberwachung ins Leben rief. Diese noch laufende Studie ist möglicherweise die weltweit längste kontinuierliche Bienenüberwachungsmaßnahme.

„Jeden Monat von März bis Oktober, wenn die Bienen aktiv sind, öffnen wir beim SNWR Fallen auf dem Feld, um Bienen zu sammeln, die wir dann den Arten zuordnen. Dies gibt uns eine unglaubliche Aufzeichnung darüber, wie sich die Bienenfülle und -vielfalt von Monat zu Monat verändert hat.“ „Von Monat zu Monat und von Jahr zu Jahr im Laufe der Zeit konnten wir unsere langfristigen Bienendaten mit Daten von Wetterstationen vor Ort koppeln, um zu verstehen, wie Veränderungen in der Bienenhäufigkeit und -vielfalt mit dem Klima zusammenhängen“, sagte Kazenel.

Um die langfristigen Bienenüberwachungsdaten zu ergänzen, sammelten die Forscher zusätzliche Daten zur Körpergröße und Physiologie der Bienen, indem sie Körpergrößenmessungen an konservierten Bienenexemplaren durchführten, die im Rahmen der Langzeitstudie gesammelt wurden. Um physiologische Daten zu sammeln, netzten sie Bienen auf dem Feld ein und platzierten sie in einer Klimakammer, in der sie die thermische (Hitze-)Toleranz und die Austrocknungstoleranz (Toleranz gegenüber trockenen Bedingungen) messen konnten.

„Anhand dieser Daten konnten wir feststellen, ob Körpergröße und Physiologie mit der Entwicklung der Bienenpopulation zusammenhängen“, erklärte Kazenel. „Ist zum Beispiel die Wahrscheinlichkeit größer, dass Bienen mit großem oder kleinem Körper zurückgehen? Ist es wahrscheinlicher, dass Bienenarten mit geringer Hitze- und Austrocknungstoleranz zurückgehen? Diese Daten können uns helfen zu verstehen, welche Bienenarten am stärksten bedroht sind.“ Klimawandel und warum.“

Die Forschung ergab starke Beweise dafür, dass der Klimawandel die Bienengemeinschaften im Südwesten der USA verändert

„Das Klima war in unserer Studie ein starker Prädiktor für die Dynamik der Bienenpopulation: Für 71 % der Populationen war Trockenheit oder der Grad der Dürre ein Indikator für die Abundanz. Einige Bienen – diejenigen, die in unseren Experimenten eine hohe Toleranz gegenüber Hitze und Austrocknung aufwiesen – scheinen klimaresistent zu sein.“ Aber unsere Modelle prognostizieren Rückgänge für 46 % der Arten und prognostizieren künftig homogenere Bienengemeinschaften.“

Dies sei ein besorgniserregendes Ergebnis, sagte Kazenel, da die Vielfalt der Bienen vielfältige, gesunde Pflanzengemeinschaften unterstütze.

„Wir haben auch herausgefunden, dass Bienen mit größerem Körperbau die Gemeinschaften unter den trockenen Bedingungen, die in Zukunft zunehmen werden, dominierten. Veränderungen in der Zusammensetzung der Körpergröße von Bienengemeinschaften könnten sich auf die Bestäubung von Pflanzen auswirken, da die Größe einer Biene und einer Blüte übereinstimmen müssen.“ „Damit eine wirksame Bestäubung möglich ist, liefert unsere Studie wichtige neue Beweise dafür, wie sich der Klimawandel direkt auf Bienengemeinschaften und die von ihnen bestäubten Pflanzen auswirkt.“

„Unsere Arbeit zeichnet ein gemischtes Bild über die Zukunft der Bienen in New Mexico“, fasste Kazenel zusammen. „Einerseits scheinen einige Bienenarten gut an den Klimawandel angepasst zu sein, was uns Anlass zur Hoffnung gibt. Andererseits prognostizieren wir einen Rückgang für fast die Hälfte der Arten, was Anlass zu großer Sorge gibt.“

„Unsere Arbeit verdeutlicht somit im Großen und Ganzen, wie wichtig schnelle Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Eindämmung des künftigen Klimawandels sind, um die biologische Vielfalt zu erhalten, die unseren Planeten erhält.“

Co-Autoren der Studie sind Wright und Terry Griswold, Forschungsentomologe an der USDA-ARS Pollinating Insects Research Unit an der Utah State University, beide erfahrene Bienentaxonomen, die alle in der Studie gesammelten Bienen identifiziert haben. „Aufgrund der hohen Artenvielfalt in unserer Region eine enorme Aufgabe“, betonte Kazenel. Wright erhielt ihren Ph.D. Er hat einen Abschluss in Biologie von der UNM und arbeitet jetzt für das Landwirtschaftsministerium des US-Bundesstaates Washington.

Zum Team gehören außerdem die UNM Distinguished Professor of Biology Jennifer Rudgers und Professor Kenneth Whitney, stellvertretender Vorsitzender der UNM-Abteilung für Biologie, der die Arbeit beaufsichtigte, sowie zahlreiche Feld- und Laborassistenten.

„Diese Forschung war wirklich eine Teamleistung“, bemerkte Kazenel.

Kazenel und andere Forscher am SEV-LTER untersuchen weiterhin die Auswirkungen des Klimawandels auf Bienen. Sie arbeiten insbesondere daran, zu dokumentieren, welche Pflanzen von den einzelnen Bienenarten im Datensatz bestäubt werden, um detaillierter zu verstehen, wie sich Veränderungen des Bienenreichtums im Zuge des Klimawandels auf bestimmte Pflanzenarten auswirken. Sie untersuchen auch, wie sich Veränderungen in der Phänologie von Bienen und Pflanzen – dem Zeitpunkt von Lebenszyklusereignissen – durch den Klimawandel verändern könnten.