Die US-Landwirtschaft verdankt der Honigbiene (Apis mellifera L.) viel, da sie die entscheidende Rolle als Bestäuber in der Nahrungsmittelversorgung des Landes spielt. Einige der Lebensmittelindustrien des Landes verlassen sich ausschließlich auf die Honigbiene, und es wird geschätzt, dass der wirtschaftliche Wert ihrer Rolle als Bestäuber jedes Jahr weit über 17 Milliarden US-Dollar wert ist.
Vor diesem Hintergrund untersuchten Forscher des Agricultural Research Service des US-Landwirtschaftsministeriums kürzlich die genetische Vielfalt der US-Honigbiene, um sicherzustellen, dass dieses wichtige Bestäuberinsekt über eine ausreichende Vielfalt verfügt, um die wachsende Zahl von Stressoren wie Parasiten, Krankheiten, Unterernährung und Klima zu überwinden ändern.
Was sie fanden, ist alarmierend: Die US-Honigbienenpopulation weist eine geringe genetische Vielfalt auf, und dies könnte sich negativ auf die zukünftige Bestäubung von Nutzpflanzen und die Nachhaltigkeit der Imkerei im Land auswirken.
Die Forschung, kürzlich hervorgehoben in Grenzen in der Genetik, wurde durch die Analyse der genetischen Vielfalt der US-amerikanischen Honigbienenpopulationen durch einen molekularen Ansatz unter Verwendung von zwei mitochondrialen DNA (mtDNA)-Markern (DNA speziell von einer Mutter) erreicht. Die Forscher untersuchten ungefähr 1.063 Bienen von Hobby- und kommerziellen Imkern in 45 US-Bundesstaaten, dem District of Columbia (DC) und zwei US-Territorien (Guam und Puerto Rico).
Die Daten zeigten, dass sich die verwalteten Honigbienenpopulationen des Landes stark auf eine einzige evolutionäre Linie der Honigbienen verlassen. Tatsächlich gehörten 94 Prozent der US-amerikanischen Honigbienen zur nordmediterranen C-Linie. Die Daten spiegeln wider, dass der Rest der genetischen Vielfalt zur westmediterranen M-Linie (3 %) und zur afrikanischen A-Linie (3 %) gehört.
„Es ist wichtig, dass wir eine realistische und genaue Schätzung der genetischen Vielfalt der Honigbiene haben, da dies die Fähigkeit des Insekts anzeigt, auf Krankheiten zu reagieren, sich an die Umgebung anzupassen und die Produktivität zu erreichen“, sagte der Entomologe Mohamed Alburaki von ARS Research.
„Ohne dieses Bestäuberinsekt werden wir einen drastischen Rückgang der Quantität und Qualität unserer landwirtschaftlichen Produkte wie Mandeln, Äpfel, Melonen, Preiselbeeren, Kürbisse, Brokkoli und vieler anderer Obst- und Gemüsesorten erleben, die wir zu kaufen gewohnt sind. Wir können Warten Sie nicht, bis langsam ein Dominoeffekt eintritt und unsere Nahrungsversorgung beeinträchtigt.“
Der Mangel an genetischer Vielfalt schafft eine Verwundbarkeit für US-Honigbienen, um in wechselnden Klimazonen zu überleben, die jetzt feuchter oder trockener als gewöhnlich sind. Es gibt auch Bedenken, dass die Unfähigkeit einer Honigbiene, Krankheiten oder parasitäre Infektionen abzuwehren, die Nachhaltigkeit der Imkerei beeinträchtigen könnte.
Die Herausforderung der geschwächten Immunität der US-Honigbienen ist zu einer wirtschaftlichen Belastung für Bienenzüchter und Imker geworden. In der Vergangenheit erlitten US-Imker weniger Verluste durch Honigbienenvölker und wurden einmal pro Jahr gegen die Varroa-Milbe (ein wilder Honigbienenparasit) behandelt. Im Jahr 2023 sind Völkerverluste und Wintersterblichkeit auf einem hohen Höhepunkt und die Varroa-Milbe erfordert mehrere Behandlungen pro Jahr, um sie unter Kontrolle zu halten.
„Als Honigbienenforscher beunruhigt mich am meisten, dass 77 Prozent unserer Honigbienenpopulationen nur durch zwei Haplotypen oder mütterliche DNA repräsentiert werden, während über Hunderte von Haplotypen im heimischen Verbreitungsgebiet dieser Art in der Alten Welt oder der Alten Welt existieren Heimatland der Evolution der Honigbienen“, sagte Alburaki.
„Viele dieser Haplotypen haben sich über Millionen von Jahren in ihren Heimatländern entwickelt und erstaunliche Anpassungsmerkmale entwickelt, die wir in Betracht ziehen sollten, in unsere US-Honigbienenbestände aufzunehmen, bevor es zu spät ist.“
Diese komplexen Faktoren treiben Alburaki und sein ARS-Forschungsteam dazu, eine Lösung zu entwickeln, die für die gesamte Nation nachhaltig ist. Das Forschungsteam wertet derzeit die väterliche Vielfalt der zuvor analysierten Populationen aus, um ein vollständiges und genaues Bild der gesamten genetischen Vielfalt der US-amerikanischen Honigbienenpopulationen zu erhalten. Forscher interessieren sich auch für die Möglichkeit, Zuchtstationen mit Honigbienenköniginnen mit unterschiedlichem genetischem Hintergrund zu diversifizieren.
Alburakis Forschung identifizierte und benannte auch 14 neue Haplotypen in den drei evolutionären Linien. Diese Haplotypen wurden noch nie zuvor gemeldet und können neue Einblicke in die Entwicklung der US-Honigbiene seit ihrer Einfuhr nach Nordamerika im 17. Jahrhundert liefern. Es besteht die Hoffnung, dass die Forscher diese Informationen nutzen können, um die Anzahl dieser seltenen und neuartigen US-Haplotypen zu lokalisieren und zu erhöhen, was den Prozess beschleunigen könnte, eine gesündere Vielfalt innerhalb der Honigbienenpopulation des Landes zu erreichen.
Mehr Informationen:
Mohamed Alburaki et al, Honigbienenpopulationen der USA zeigen Einschränkungen in ihrer mtDNA-Haplotyp-Diversität, Grenzen in der Genetik (2023). DOI: 10.3389/fgene.2022.1092121