EU-Forscher wenden sich an den weltweit besten Bestäuber, um den Verlust der biologischen Vielfalt umzukehren und Obstbauern zu helfen.
Wenn man an Wildtierverfolgung denkt, fallen einem wahrscheinlich Dokumentarfilme ein, die die majestätischen Bewegungen von Elefanten durch die Savanne, die anmutigen Wanderungen von Meeresschildkröten im tiefen Blau und die Streifzüge von Großkatzen durch dichte Dschungel verfolgen.
Doch im großen Teppich der Natur gibt es ein für das Ökosystem lebenswichtiges, aber weniger im Rampenlicht stehendes Lebewesen, das sich sanft abmüht: die bescheidene Biene. Forscher behalten diese summenden Wunder im Auge, um ihr Verhalten zu verstehen und ihr Überleben zu sichern.
Großer Hype
Bienen bestäuben 80 % aller Blütenpflanzen, darunter mehr als 130 Obst- und Gemüsesorten. Die unbesungenen Helden der Natur, Bienen und andere Bestäuber, sind für die weltweite Nahrungsmittelproduktion von bis zu 550 Milliarden Euro pro Jahr verantwortlich.
„Wir müssen besser verstehen, wie Bienen Pflanzen bewegen und bestäuben“, sagte Dr. Mathieu Lihoreau, Verhaltensökologe an der Universität Toulouse.
Schnitt auf einen Bauernhof außerhalb von Toulouse, der südfranzösischen Stadt, die besser als Standort größerer geflügelter Objekte bekannt ist: Airbus-Flugzeuge.
Aber das ist kein gewöhnlicher Bauernhof. Es handelt sich um einen Versuchsstandort, auf dem es zum Beispiel keine echten Blumen gibt. Hummeln und Honigbienen werden auf den Feldern – verteilt auf 25 Hektar – freigelassen und verfolgt, während sie zu Roboterblumen fliegen, um eine zuckerhaltige Belohnung zu probieren.
Das Experiment ist Teil eines Forschungsprojekts, das von der EU finanziert wurde, um das Verständnis der Nahrungssuche und Interaktion von Bienen zu verbessern. Lihoreau leitet das Projekt, das heißt BIENENBEWEGUNG und läuft fünf Jahre bis Ende September 2026.
Er wird Dutzende Bienen gleichzeitig mit einem Radar verfolgen, während sie sich um Hunderte von Robo-Blumen auf den Feldern bewegen. Zu wissen, warum Bienen in eine bestimmte Richtung schwirren, kann dazu beitragen, die Bestäubung von Nutzpflanzen zu verbessern, Wildbienenpopulationen zu erhalten und einige seltene Pflanzenarten zu retten.
Fesselnde Kreaturen
Während Lihoreau schon immer vom Verhalten von Tieren fasziniert war, stellte er sich als Student vor, Wale im Pazifischen Ozean oder Primaten im afrikanischen Dschungel zu beobachten. Doch als junger Wissenschaftler wurde er von viel kleineren Lebewesen fasziniert, nachdem er einem Labor zur Erforschung von Ameisen beigetreten war.
Seine Aufmerksamkeit gilt nun der Art und Weise, wie Bienen auf der Suche nach Nektar und Pollen navigieren und Entscheidungen treffen, wobei sie sich an der Sonne, Landschaftsmerkmalen und sogar anderen Bienen orientieren. Da sie Nahrung für sich selbst sammeln und Nektar und Pollen für ihr Volk ernten, prägen sich Bienen die Landschaft ein.
Forschung legt nahe, dass Bienen sogar Emotionen und Zweifel haben, elektrische Felder erkennen und zählen können.
„Ich bin von ihnen fasziniert“, sagte Lihoreau.
Insgesamt gibt es rund 20.000 Bienenarten und Wildbienen sind entscheidend für ein gesundes Ökosystem. Sie sind wichtige Helfer bei der Fortpflanzung von Pflanzen, indem sie Pollen von einer Blüte zur anderen transportieren.
Zuvor verwendeten Forscher große und teure harmonische Radargeräte, um eine Antenne zu verfolgen, die auf dem Rücken einer einzelnen Biene angebracht war. Dadurch konnten Wissenschaftler der Biene folgen, wie sie sich auf der Suche nach Blumen über eine Wiese schlängelte, bevor sie nach Hause zurückkehrte.
Aber wenn man nur einer Biene folgt, erhält man nur einen kleinen Einblick in das, was vor sich geht. Honigbienen leben in Bienenstöcken mit Tausenden von Arbeitsbienen und Hummeln in Nestern mit Dutzenden oder Hunderten.
Wie Bienen als Team agieren oder gemeinsam mit anderen Bestäubern effiziente Entscheidungen bei der Nahrungssuche treffen, sind offene Fragen.
Radarverfolgung
Das BEE-MOVE-Radar führt seine Verfolgung durch, ohne dass die Bienen Antennen haben. Es nutzt die gleiche Technologie wie Rückfahrsensoren in Autos und sendet Energiewellen aus, um Objekte zu erkennen, indem sie von ihnen reflektiert werden.
Lihoreau sagte, seines Wissens nach sei dies das erste Mal, dass ein solches Radar in der Ökologie eingesetzt werde.
„Ich möchte zeigen, dass sich Bienen nicht zufällig in der Umwelt bewegen, und die Regeln verstehen, die ihre ausgeklügelte Nahrungssuche leiten“, sagte er.
Das Radar wird Honigbienen und Hummeln einzeln verfolgen, während sie zu den Robo-Blumen fliegen, und dann gemeinsam. Bei den geplanten Roboteranlagen handelt es sich um kleine Metallbehälter, die einzelne markierte Bienen erkennen, wenn sie auf einer Plattform landen, und ihnen erlauben, Zuckerwasser aufzunehmen.
Schließlich möchte Lihoreau untersuchen, welche Auswirkungen die Zugabe von Schadstoffen wie Pestiziden zum Zuckerwasser auf das Bienenverhalten hat.
Bedrohungen durch Pestizide
Pestizide, einschließlich Insektizide, die gegen Schädlinge wie Blattläuse eingesetzt werden, sind oft Nervengifte.
„Bienen sind in Gefahr, weil sie Pflanzen fressen, die wir mit Pestiziden behandeln, und sich dann von Neurotoxinen ernähren“, sagte Lihoreau.
Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit sagte im Jahr 2018 dass Neonicotinoid-Insektizide eine Gefahr für Wildbienen und Honigbienen darstellen. Neonicotinoide stehen im Verdacht, die Navigationssysteme der Bienen durcheinander zu bringen.
Alles, was Bienen beim Navigieren durch eine Wiese, einen Garten oder eine Stadtlandschaft lernen, bleibt erhalten. Dies könnte sie letztendlich besonders anfällig für Neurotoxine machen.
„Weil sie dieses winzige Gehirn haben, ist wahrscheinlich jedes Neuron wichtig“, sagte Lihoreau.
In der Landwirtschaft sind gesunde Bienen entscheidend für gute Erträge bei Nutzpflanzen wie Erdbeeren und Mandeln.
„Obstgärten stellen Imker ein, um Bienenstöcke aufzustellen, aber sie brauchen zahlreiche gesunde Bienen“, sagte Dr. Joao Encarnacao, Sensorexperte bei Irideon, einem Technologieunternehmen in der spanischen Stadt Barcelona.
Bienenstocksensoren
Wenn ein Bienenstock ungesund ist, kann er nicht genügend Blüten bestäuben und die Fruchternte geht zurück. Ein Mangel an Bestäubern wird einem Landwirt jedoch erst dann bewusst, wenn es zu spät ist.
Encarnacao leitet ein EU-finanziertes Projekt:iBestäuben– Positionierung von Sensoren an Bienenstöcken, um die Nahrungssuche von Honigbienen in Echtzeit zu melden. Die Tracking-Technik basiert auf künstlicher Intelligenz und mehreren münzgroßen Sensoren, die am Bienenstock angebracht sind.
Die Informationen können von einem Obstgartenbesitzer genutzt werden, um die gesündesten Bienenvölker hervorzuheben oder die besten Standorte für Bienenstöcke zu ermitteln.
„Sie erhalten Messwerte, die Ihnen zeigen, wie produktiv die Bienenstöcke bei der Bestäubung sind“, sagte Encarnacao. „Bisher verfügt niemand über genügend Informationen, um zu wissen, wie man beispielsweise die Platzierung oder Ausrichtung von Bienenstöcken optimieren kann. Dennoch könnte dies den Unterschied zwischen guter und schlechter Bestäubung ausmachen.“
Ziel des Projekts, das nach drei Jahren im Dezember 2023 enden soll, ist es, bis dahin einen Prototypen des Sensorsystems gebaut zu haben. Es ist geplant, dass der Dienst im Jahr 2024 kommerziellen Partnern des Projekts zur Verfügung steht.
Die Sensoren wurden in Zwiebelsamen in Frankreich und Israel, in Beerenfrüchten unter anderem in Frankreich, Spanien und Portugal sowie in Mandeln und Sonnenblumen im US-Bundesstaat Kalifornien getestet.
Kalifornische Mandeln sind ein wichtiges Ziel für iPollinate, da auf mehr als 500.000 Hektar Mandelhainen routinemäßig etwa 2,5 Millionen Bienenstöcke aufgestellt werden – eine große kommerzielle Chance für jeden, der die Bestäubung und damit auch die Ernte verbessern kann.
Sowohl iPollinate als auch BEE-MOVE heben die entscheidenden Verbindungen zwischen Bienen und dem Ökosystem als Ganzes hervor und unterstreichen die Notwendigkeit, den durch menschliche Einflüsse, einschließlich Umweltverschmutzung, verursachten Verlust der biologischen Vielfalt anzugehen.
„Bienen stehen an vorderster Front einer ökologischen Krise“, sagte Lihoreau von BEE-MOVE.