Es war ein makaberer Anblick. Dutzende toter Drohnenbienen lagen auf dem Boden und sahen aus, als wären sie buchstäblich von innen heraus explodiert.
„Wenn Drohnen an einem Schock sterben, ejakulieren sie spontan“, erklärt Dr. Alison McAfee, Postdoktorandin an den Michael Smith Laboratories der UBC, die sich seit langem mit Bienengesundheit beschäftigt. „Sie haben diesen ausgeklügelten Endophallus, der herauskommt und ungefähr so groß ist wie ihr eigener Bauch. Es ist ziemlich extrem.“
McAfee unterhält Kontakt zu einem Netzwerk von Honigproduzenten und Imkern in ganz British Columbia, darunter Emily Huxter, eine Imkerin in Armstrong. Mitten in der Hitzewelle des Sommers 2021 in der Provinz bemerkte Huxter Dutzende toter Drohnen am Boden. Sie machte Fotos und schickte sie per E-Mail an McAfee. McAfee nahm Kontakt mit anderen Imkern in ganz British Columbia auf, die das gleiche Massensterben von Drohnen miterlebten, was echte Besorgnis über das Überleben der Kolonien hervorrief.
Einige Jahre zuvor hatte McAfee im Forschungslabor des UBC-Biochemikers Prof. Leonard Foster, der in den Michael Smith Laboratories arbeitet, Proteinmarker bei Bienen entdeckt, die zeigen, wie sie mit Veränderungen in ihrer Umgebung umgehen, zum Beispiel Kälteeinwirkung, Hitze oder Pestizide. Die Proteine dienen als Fingerabdrücke, die es uns ermöglichen zu verstehen, wie Kolonien auf verschiedene Ereignisse reagieren.
McAfees Fokus lag lange Zeit auf Bienenköniginnen, die als Biomonitore dienen können und es Forschern ermöglichen, subtile Veränderungen in der Umwelt zu verstehen. Aber als sie sich die Bilder von Huxter ansah, wurde ihr klar, dass Hitzestress auch bei Drohnen ein großes Problem sein könnte.
Obwohl Bienenforscher Hitzestress und Bienengesundheit untersucht haben, ist das Innere einer Kolonie thermoreguliert. Es ist eine stabile Umgebung, die eine Temperatur von etwa 35 Grad Celsius aufrechterhält. Huxter-Bienen hätten mit warmem Wetter fertig werden sollen, aber die Hitzewelle brachte sie an den Rand.
„Wir wissen, dass nach sechs Stunden bei 42 Grad die Hälfte der Drohnen an Hitzestress sterben wird. Die empfindlicheren beginnen nach zwei oder drei Stunden zu sterben. Das ist eine Temperatur, die sie normalerweise nicht erleben sollten, aber wir haben gesehen, dass Drohnen es bekommen bis zum Tod gestresst“, sagt McAfee.
Ein großer Teil unserer Ernährung hängt von der Bestäubung durch Honigbienen ab. Der geschätzte wirtschaftliche Beitrag der Honigbienen in Kanada beträgt etwa 4 bis 5,5 Milliarden US-Dollar pro Jahr – hauptsächlich aufgrund der Bestäubungsdienste für Nutzpflanzen wie Raps, Äpfel, Blaubeeren, Preiselbeeren und Sojabohnen. Im Jahr 2017 gab es in Kanada 10.544 Imker, die 789.598 Bienenvölker verwalteten. Zusammen produzierten sie 92 Millionen Pfund Honig mit einem Wert von 188 Millionen Dollar.
Imker verkaufen nicht nur Honig, sie züchten und verkaufen auch Königinnen. Aber Königinnen brauchen Drohnen, mit denen sie sich paaren können, und McAfee sah sich Fotos einer Drohnen-Apokalypse an.
Bienenkolonien produzieren Drohnen in Vorbereitung auf das „Schwärmen“, den Prozess, bei dem sich eine einzelne Kolonie in zwei Teile aufteilt, wenn genügend Ressourcen verfügbar sind, um einen neuen Bienenstock zu erhalten. Die Hälfte der Bienen folgt ihrer alten Königin, während die andere Hälfte zurückbleibt und eine neue aufzieht.
Ab Mai werden Drohnen geboren und paaren sich schließlich mit den jungen Königinnen. Königinnen paaren sich mit mehreren Männchen, zwischen 10 und 20 Drohnen. Wenn sie unzureichende Partner haben, werden ihre Kolonien eine geringere genetische Vielfalt aufweisen, was sie weniger widerstandsfähig gegen Krankheiten und andere Stressoren machen würde.
Huxter-Königinnen haben normalerweise eine Paarungserfolgsrate von etwa 75 bis 80 Prozent. Aber nach der Hitzewelle haben sich nur 40 Prozent ihrer Königinnen erfolgreich begattet.
„Königinnen werden für 45 $ oder mehr verkauft. Jede Königin, die sich nicht paaren konnte, bedeutet Einkommensverlust, und es gibt nur eine begrenzte Anzahl Königinnen, die Sie in einem Jahr produzieren können“, erklärt McAfee.
Nach der ersten schweren Hitzewelle entwarfen McAfee und Huxter Experimente zum Testen von Isolationsmaterialien für Bienenstöcke und versuchten, die Bienenstöcke und Drohnen vor einer vorhergesagten zweiten, kleineren Hitzewelle zu schützen.
„Das andere große Problem, das einige Imker sahen, war, dass die Hälfte ihrer Ableger, also kleine Starterkolonien, während der ersten Hitzewelle starben“, sagt McAfee. „Das ist ein massives Sterben und sagt mir, dass wir bessere Wege finden müssen, Bienen zu schützen.“
Huxter installierte Temperaturlogger, um alle 10 Minuten Temperaturänderungen innerhalb einer Kolonie zu messen, und stattete 18 Kolonien mit zwei verschiedenen Arten von Isolierungen aus.
Sechs Kolonien wurden mit einem zwei Zoll dicken Stück Styropor an der Spitze des Bienenstocks versehen. Die Spitze des Bienenstocks erhält die meiste Strahlungswärme von der Sonne. Das Styropor ist ein einfaches Schild, das die Thermoregulierung erleichtert.
Huxter entwickelte eine andere Methode zur Temperaturstabilisierung – einen Futterautomaten voller Zuckersirup, der als Kühlstation für die Bienen diente. „Bienen werden natürlich Wasser suchen, um es in den Bienenstock zurückzubringen, und es mit ihren Flügeln zum Abkühlen auffächern, wodurch eine Verdunstungskühlung erreicht wird, ähnlich wie wir es tun, wenn wir schwitzen. Wenn wir ihnen Sirup in der Nähe geben, sollten sie dasselbe tun, und der Zucker darin motiviert sie, es schneller abzubauen.“
McAfee und Huxter untersuchten 18 Kolonien – sechs dienten als Kontrollen, sechs mit Styropor-Isolierung und sechs, die mit leichtem Sirup gefüttert wurden. Bienenstöcke mit Styropordeckeln waren etwa 3,75 °C kühler als Kontrollen. Bienenstöcke, die mit Sirup gefüttert wurden, waren 1,1 °C kühler. Das Styropor fungierte als Stabilisator – sowohl die nächtlichen Tiefs als auch die Tageshöchstwerte waren weniger extrem. McAfee ist der Ansicht, dass Imker immer Styropordeckel verwenden sollten, da diese die Bienen im Sommer vor Hitze und im Winter vor Kälte schützen.
Die Forschung zur Kühlung von Drohnen steht noch am Anfang. Sie wird weiterhin die Ergebnisse ihrer Isolierungsexperimente analysieren und ermitteln, was getan werden könnte, um gefährdeten Kolonien zu helfen.
Obwohl Bilder von toten Drohnen am Boden nicht schön sind, ist eines der positiven Ergebnisse der massiven Hitzewelle von 2021, dass McAfee überhaupt erst auf Drohnen aufmerksam wurde. Sie glaubt nun, dass Drohnen möglicherweise noch bessere Indikatoren für Umweltveränderungen sind als Bienenköniginnen.
„Drohnen haben den Vorteil, dass sie sehr empfindlich und leicht zu sehen sind. Wenn Drohnen sterben, ist es viel einfacher, sie zu studieren, als eine Königin aus einer Kolonie zu nehmen, um Tests durchzuführen. Es ist auch förderlicher für die Bemühungen der Bürgerwissenschaften.“