Moderne Pestizide schädigen das Gehirn von Bienen, sodass sie sich nicht mehr geradeaus bewegen können

Die Herausforderung, Menschen in einer geraden Linie hin und her gehen zu lassen, wird nicht nur von der Polizei verwendet, um zu testen, ob Fahrer betrunken sind, sondern auch von Neurologen, um neurologische Störungen wie Ataxie zu diagnostizieren, bei denen Teile des Gehirns, die Bewegungen koordinieren, beeinträchtigt sind. Jetzt zeigen Forscher erstmals anhand einer Insektenversion dieser Herausforderung, dass moderne Pestizide das Nervensystem von Honigbienen schädigen, sodass es für sie schwierig wird, eine gerade Linie zu gehen. Die Ergebnisse werden in veröffentlicht Grenzen in der Insektenwissenschaft.

„Hier zeigen wir, dass häufig verwendete Insektizide wie Sulfoxaflor und das Neonicotinoid Imidacloprid das visuell gesteuerte Verhalten von Honigbienen stark beeinträchtigen können. Unsere Ergebnisse geben Anlass zur Sorge, denn die Fähigkeit von Bienen, angemessen auf visuelle Informationen zu reagieren, ist entscheidend für ihren Flug und ihre Navigation.“ damit ihr Überleben“, sagte die Hauptautorin Dr. Rachel H. Parkinson, derzeit Wissenschaftlerin an der Universität Oxford.

Die Ergebnisse ergänzen das, was die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen und die Weltgesundheitsorganisation als „schnell wachsende Beweislage“ bezeichnet haben [which] deutet stark darauf hin, dass die bestehenden Niveaus der Umweltverschmutzung [from neonicotinoid pesticides] verursachen weitreichende nachteilige Auswirkungen auf Bienen und andere nützliche Insekten.“

Die optomotorische Reaktion hält Insekten in Schach

Insekten haben eine angeborene „optomotorische Reaktion“, die es ihnen ermöglicht, sich wieder auf eine gerade Flugbahn zu orientieren, wenn sie beim Gehen oder Fliegen vom Kurs abzukommen drohen. Parkinson und Kollegen forderten die optomotorische Reaktion von gehenden Honigbienen heraus, genau und rechtzeitig auf Videos von vertikalen Balken zu reagieren, die sich auf zwei Bildschirmen vor ihnen von links nach rechts oder umgekehrt bewegten. Dies „täuscht“ die Biene zu der Annahme, dass sie plötzlich vom Kurs abgekommen ist und eine korrigierende Wendung ausführen muss, um auf einen geraden Weg zurückzukehren. Eine gesunde optomotorische Reaktion weist dann das motorische System der Biene an, sich wieder auf eine illusorische gerade Linie in der Mitte zwischen dem optischen Fluss von rechts und links zu orientieren.

Die Forscher verglichen die Effizienz der optomotorischen Reaktion zwischen vier Gruppen wild gefangener Sammelhonigbienen, wobei pro Gruppe zwischen 22 und 28 Bienen getestet wurden: Jede durfte über fünf Tage unbegrenzt 1,5 molare Saccharoselösung trinken, entweder pur oder mit 50 kontaminiert ppb (Teile pro Milliarde) Imidacloprid, 50 ppb Sulfoxaflor oder 25 ppb Imidacloprid und 25 ppb Sulfoxaflor gleichzeitig.

Optomotorische Reaktion verschlechtert sich nach Exposition gegenüber Pestiziden

Alle Bienen reagierten weniger gut auf den simulierten optischen Fluss, wenn die Balken schmal waren oder sich langsam bewegten (dh scheinbar weit weg), als wenn sie breit waren oder sich schnell bewegten (dh scheinbar nahe bei). Aber bei jeder Breite und Geschwindigkeit schnitten die Bienen, die die Pestizide aufgenommen hatten, im Vergleich zu den Kontrollbienen schlecht ab. Beispielsweise drehten sie sich schnell nur in eine Richtung und reagierten nicht auf Änderungen in der Bewegungsrichtung der Stangen oder zeigten keine Drehreaktionen. Die Asymmetrie zwischen Links- und Rechtskurven war mindestens 2,4-mal größer bei Pestizid-exponierten Bienen als bei Kontrollbienen.

Leichter Hirnschaden

Die Forscher zeigen auch mit molekularen Techniken, dass Bienen, die Pestiziden ausgesetzt waren, tendenziell einen erhöhten Anteil toter Zellen in Teilen der Sehlappen des Gehirns aufweisen, die für die Verarbeitung visueller Eingaben wichtig sind. Ebenso wurden Schlüsselgene für die Entgiftung nach der Exposition fehlreguliert. Diese Veränderungen waren jedoch relativ schwach und bei den Bienen sehr unterschiedlich und dürften wahrscheinlich nicht die einzige Erklärung für die beobachtete starke Beeinträchtigung der optomotorischen Reaktion sein.

„Neonicotinoid- und Sulfoximin-Insektizide aktivieren Neuronen im Insektengehirn und werden nicht immer schnell genug recycelt, um eine Toxizität zu verhindern. Die von uns beobachteten Effekte könnten auf eine Art Neuverdrahtung im Gehirn zurückzuführen sein: um neurale Schäden zu verhindern, indem die Empfindlichkeit von Neuronen gegenüber diesen verringert wird Verbindungen“, sagte Parkinson.

Mit Blick auf die Zukunft sagt Parkinson: „Um das Risiko dieser Insektizide für Bienen vollständig zu verstehen, müssen wir untersuchen, ob die Auswirkungen, die wir bei wandernden Bienen beobachtet haben, auch bei frei fliegenden Bienen auftreten jede Beeinträchtigung beim Fliegen – es könnte tiefgreifende negative Auswirkungen auf ihre Fähigkeit haben, Wildblumen und Nutzpflanzen zu suchen, zu navigieren und zu bestäuben.