Wildbienen, die in Städten wie Toronto leben, sind im Vergleich zu denen in ländlichen und sogar vorstädtischen Gebieten stärkeren Umweltbelastungen ausgesetzt, beispielsweise mehr Krankheitserregern und Parasiten, fanden Forscher der York University heraus.
Sie fanden auch Veränderungen im Mikrobiom von Wildbienen, die in dicht besiedelten Gebieten und fragmentierten Lebensräumen leben, was den Bienen den Zugang zu Nahrungsquellen, idealen Nistplätzen und Partnern erschwert.
Diese Umweltstressoren werden in Zukunft wahrscheinlich zunehmen, wenn Städte wachsen und Landschaften umgestaltet werden, was eine der größten Bedrohungen für die natürlichen Ökosysteme der Wildbienen und ihre Artenvielfalt darstellt. Schätzungen zufolge werden im Jahr 2050 zwei Drittel der Weltbevölkerung in Städten leben.
„Weniger vernetzte Lebensräume in dicht besiedelten Stadtgebieten führen nicht nur zu mehr Inzucht und damit zu weniger genetischer Vielfalt, sondern führen auch zu einer höheren Krankheitserregervielfalt, sodass Stadtbienen mehr Krankheitserregern ausgesetzt sind“, sagt die korrespondierende Autorin und außerordentliche Professorin Sandra Rehan von der Fakultät für Naturwissenschaften , York University.
Die Forscher nutzten die Sequenzierung des gesamten Genoms von 180 Zimmermannsbienen – Ceratina calcarata –, um deren Populationsgenetik, Metagenom und Mikrobiom sowie die Auswirkungen von Umweltstressoren im Großraum Toronto zu untersuchen. Bei diesen kleinen Zimmermannsbienen handelt es sich um wilde und einheimische Bienen, nicht um bewirtschaftete und nicht heimische Bienen, wie zum Beispiel Honigbienen.
Sie fanden auch erhebliche umweltbedingte Unterschiede im Mikrobiom und den Nahrungsressourcen der Bienen, selbst wenn es keine genetische Differenzierung gab.
„Parasiten- und Krankheitserregerinfektionen bei Bienen sind eine Hauptursache für den weltweiten Rückgang der Bienenpopulation, und dieser wird durch die Urbanisierung und den Verlust von Lebensräumen und die Zerstörung von Lebensräumen noch verschärft. Es gibt jedoch Dinge, die Städte tun könnten, um Wildbienen zu helfen“, sagt Lead Autor York Ph.D. Studentin Katherine D. Chau.
„Wir haben herausgefunden, dass der beste Weg, Bienenlebensräume zu verbinden und Bedingungen für mehr genetische Vielfalt zu schaffen, über Grünflächen, Sträucher und Gestrüpp liegt. Naturschutzbemühungen, die sich auf den Erhalt und die Schaffung dieser Lebensraumverbindungen konzentrieren, könnten einen großen Beitrag zur Gesundheit der Wildbienen leisten.“
Obwohl Bienen die wichtigsten Bestäuber sind, könnten Städte Auswirkungen auf alle Insektenbestäuber haben, die weltweit mehr als 87 Prozent der Blütenpflanzen und 75 Prozent der Nahrungspflanzen bestäuben. Städte erzeugen im Gegensatz zu ländlichen Gebieten auch einen städtischen Wärmeinseleffekt – höhere Temperaturen in der Stadt als in den umliegenden Gebieten – und dieser wirkt sich auf die Blütezeiten und die Länge der Vegetationsperiode aus. Dies könnte beispielsweise dazu führen, dass Blumen blühen, bevor oder nachdem die Bienen unterwegs sind und nach Nahrung suchen.
Die höhere Zahl an Infektionen mit Krankheitserregern und Parasiten in städtischen Gebieten ist auch auf das Übergreifen von Krankheiten zurückzuführen. Da sich die Bienen auf bestimmte Gebiete konzentrieren, ist es wahrscheinlicher, dass infizierte Bienen die Blüten, die sie besuchen, kontaminieren, wodurch die Infektion dann auf die nächste Biene, die diese Blüte besucht, übertragen wird, sogar über Bienenarten hinweg, sagen die Forscher.
„Unsere Forschung ist die erste bekannte Sequenzierung des gesamten Genoms sowie eine populationsgenomische und metagenomische Studie einer wilden Einzelbiene im städtischen Kontext, die die komplexe Beziehung zwischen Bienen, metagenomischen Interaktionen und dichten Stadtlandschaften untersucht“, sagt Rehan. „Dieser Ansatz bietet ein Instrument zur Beurteilung nicht nur der allgemeinen Gesundheit von Wildbienen in städtischen Umgebungen, sondern könnte auch auf ein breites Spektrum von Wildtieren und Landschaften angewendet werden.“
Nachdem nun mehrere bekannte Bienen- und Pflanzenpathogene in dicht besiedelten Stadtgebieten identifiziert wurden, ebnet dies den Forschern zufolge den Weg für die frühzeitige Erkennung und Überwachung von Bedrohungen für Wildtiere in Städten.
„Zukünftige Studien sollten den Zusammenhang zwischen verringerter genetischer Vielfalt und der Fitness von Wildbienen in Städten untersuchen“, sagt Chau.
Die Arbeit wird in der Zeitschrift veröffentlicht Biologie des globalen Wandels.
Mehr Informationen:
Katherine D. Chau et al., Integrative Populationsgenetik und Metagenomik zeigen, dass die Urbanisierung die Krankheitserregerbelastung erhöht und die Konnektivität einer Wildbiene verringert. Biologie des globalen Wandels (2023). DOI: 10.1111/gcb.16757