Historische Museumssammlung und moderne Forschung kreuzen sich in jahrhundertelanger Bienenstudie

In einem ruhigen Naturschutzgebiet im Süden von Michigan haben eine Wissenschaftlerin des Agricultural Research Service (ARS) und ihre Mitarbeiter alte Probensammlungen von Wildbienen mit moderner Technologie verknüpft, um die ökologischen Merkmale und Gewohnheiten der Bestäuber, die für die Umweltstabilität von entscheidender Bedeutung sind, besser zu entschlüsseln.

Kelsey Graham, eine Wissenschaftlerin der Forschungseinheit für bestäubende Insekten der ARS, war Co-Leiterin der kollaborativen, intensiven Wildbienenstudie im ES George Reserve der University of Michigan mit einem Probenahmezeitraum von 1921 bis 2018. Zusammen mit fortschrittlichen Computeranalysen enthüllte die Studie langfristige Populationstrends der Bienen, die möglicherweise den Schlüssel zu neuen und verbesserten Naturschutzansätzen darstellen.

„Diese Studien weisen eindeutig darauf hin, dass dringend sorgfältige und konsequente Schutzbemühungen erforderlich sind, um die Artenvielfalt der Bienen zu schützen. Diese ist für die Gesundheit unserer Ökosysteme, die menschliche Gesundheit und die landwirtschaftliche Produktivität von entscheidender Bedeutung“, sagte Graham.

In einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung von Verfahren der Royal Society BGrahams Forschungsartikel „Ein Jahrhundert der Wildbienenproben: Historische Daten und neuronale Netzwerkanalysen zeigen ökologische Merkmale, die mit dem Artensterben in Zusammenhang stehen“, erklärt, wie die Studie im Laufe der Zeit Wendepunkte erreichte und alarmierende Rückgänge bei Artenreichtum, Gleichmäßigkeit und allgemeiner Bienenpopulationsvielfalt feststellte. Die Forscher stellten außerdem fest, dass 64 % der häufigeren Bienenarten einen Rückgang der Population um mehr als 30 % aufwiesen.

„In den Jahren 1972 und 1973 entdeckte der verstorbene Zoologe Francis C. Evans 135 Bienenarten, verglichen mit unseren jüngsten Untersuchungen in den Jahren 2017 und 2018, bei denen nur 90 Arten erfasst wurden, wobei in beiden Probenahmezeiträumen nur 58 Arten vorhanden waren“, bemerkte Graham. „Diese Proben weisen auf eine erhebliche Veränderung in der Zusammensetzung der Bienengemeinschaft hin.“

Um besser zu verstehen, warum einige Arten aus dem Schutzgebiet verschwunden sind, nutzten das ARS-Team und seine Partner neuronale Netzwerke, die feststellten, dass bestimmte Bienenarten mit größerer Wahrscheinlichkeit verschwinden würden. Insbesondere entdeckten die Forscher, dass oligolektische bodennistende Bienen (also Bienen, die Pollen von einigen Pflanzenarten sammeln und im Boden nisten) und kleptoparasitäre Bienen (die anderen Bienen Nahrung stehlen) am anfälligsten sind.

Im Vergleich dazu ergab die Studie, dass polylektische Höhlenbrüterbienen (oder Bienen, die Pollen von verschiedenen Pflanzen sammeln und in Höhlen nisten) eher im Schutzgebiet bleiben.

Ebenso zeigten die Ergebnisse, dass Bienen, die über einen längeren Zeitraum im Jahr aktiv sind, eine bessere Chance haben, in der Gemeinschaft zu bleiben, wenn sie Pollen von einer Vielzahl von Pflanzen sammeln.

Kurz gesagt: Bienen mit bestimmten Eigenschaften, wie etwa wählerischer Nahrungswahl, werden im Vergleich zu ihren flexibleren Artgenossen weiterhin Probleme haben.

Die Wissenschaftler wiesen auch auf die Bedeutung der Klimareaktion hin, da die Bienenarten im aktuellen Probenentnahmezeitraum im Vergleich zur historischen Population insgesamt südlicher verbreitet waren, was darauf hindeutet, dass sich die Populationsdichte als Reaktion auf die steigenden Temperaturen verändert.

Diese Studie, so Graham, zeige den Nutzen und die Bedeutung öffentlich verfügbarer historischer Langzeitdaten für die Entschlüsselung komplexer Indikatoren zur Entwicklung der Bienenpopulation. Dabei kämen Erkenntnisse zustande, die bei einer Untersuchung in geringerem Umfang und über einen geringeren Zeitraum hinweg andernfalls verborgen geblieben wären.

„Die Kombination traditioneller Analysetechniken mit neuronalen Netzwerken hat uns geholfen, Verschiebungen in der geografischen Reichweite und Rückgänge in der Bienenpopulation und -vielfalt im Zusammenhang mit Artenmerkmalen aufzudecken“, sagte Graham. „Solche Analysen helfen uns, die Entwicklung der Bienenpopulation zu verstehen und so die Wissenschaft und Praxis des Bienenschutzes zu unterstützen.“