Wissenschaftler entdecken, wie Bienen während der Bestäubung natürliche Medizin gegen Parasitenbefall aktivieren

In einem neuen Papier, das heute in einer Sonderausgabe von veröffentlicht wurde Philosophische Transaktionen der Royal SocietyKew Wissenschaftler und Partner berichten darüber, wie Bienen die „medizinischen“ Eigenschaften verschiedener Nektare aktivieren, um sich vor Parasiteninfektionen zu schützen.

Das Forscherteam unter der Leitung des Kew-Wissenschaftlers Dr. Hauke ​​Koch sammelte in Zusammenarbeit mit Professor Mark Brown von Royal Holloway, University of London, Nektar- und Pollenproben von Linden und Erdbeerbäumen in Kew Gardens in West London, um festzustellen, wie Bienen den Nützling verarbeiten darin gefundene Verbindungen. Die Forscher fanden heraus, dass zwei natürlich im Nektar dieser Arten vorkommende Verbindungen durch die Verdauungsprozesse der Bienen, das Darmmikrobiom (Mikroorganismen) oder eine Kombination aus beiden aktiviert werden.

Das Hauptziel der Studie war herauszufinden, wie diese Elemente und ihre antiparasitären Eigenschaften Bienen vor dem gewöhnlichen Darmparasiten Crithidia bombi schützen können. Die Experimente lieferten vielversprechende Ergebnisse für die Bienenschutzbemühungen in einer Zeit, in der Bestäuber durch den Klimawandel, Krankheiten und den Verlust von Lebensräumen aufgrund von Landwirtschaft und Landnutzung zunehmend bedroht sind.

Die Bestäubung durch Tiere ist eine der weltweit wichtigsten Artenwechselwirkungen, da Pflanzen Insekten, Vögeln und kleinen Säugetieren im Austausch für die Übertragung von Pollen eine nahrhafte Belohnung bieten. Dieser Prozess erleichtert nicht nur die Vermehrung vieler Pflanzen, sondern dient auch der Unterstützung der globalen Nahrungsmittelproduktion und der Ökosysteme. Wissenschaftler sind daher alarmiert, zunehmende Beweise für einen Rückgang der Bestäuberhäufigkeit und -vielfalt zu sehen.

Zu den Bedrohungen, denen Bestäuber heute ausgesetzt sind, gehören die Gefahren, die von Parasiten ausgehen. Bienenparasiten können über globale Handelswege eingeschleppt und verbreitet werden und von bewirtschafteten Honigbienenkolonien auf wilde Bestäuber übergreifen. Ihre Auswirkungen auf Bienen werden durch andere Stressfaktoren wie den Einsatz von Pestiziden, die die Gesundheit des Mikrobioms beeinträchtigen, verschlimmert. Der Hummel-Darmparasit C. bombi ist für Wissenschaftler von besonderem Interesse, da der Parasit weit verbreitet ist und dafür bekannt ist, dass er das Überleben und die Entwicklung von Hummelkolonien bedroht.

Dr. Hauke ​​Koch, Research Leader in Pollinator Biological Chemistry am RBG Kew und Hauptautor der Veröffentlichung, sagt: „Bestäuber haben vielfältige Mikrobiome in ihren Eingeweiden und Nestumgebungen. Diese Gemeinschaften von Mikroorganismen können beispielsweise für die Gesundheit von Bestäubern wichtig sein indem wir sie vor Krankheiten schützen oder wichtige Nährstoffe produzieren.Indem wir die funktionelle Bedeutung und den Beitrag einzelner Mitglieder des Mikrobioms für verschiedene Bestäuber besser verstehen, können wir ihre Gesundheit in Zukunft möglicherweise besser unterstützen.

„Zum Beispiel können bewirtschaftete Honigbienen- und Hummelvölker durch neuartige Probiotika unterstützt werden, oder gesunde Mikrobiome in Wildbestäubern können durch eine Beschränkung von Pestiziden, die das Mikrobiom negativ beeinflussen, und durch die Förderung von Pflanzen mit Nektar- oder Pollenchemie, die gesunde Mikrobiome stimulieren, aufrechterhalten werden .“

Die erste vom Team analysierte Verbindung, unedone, wurde im Nektar von Erdbeerbäumen (Arbutus unedo) gefunden und aus Erdbeerbaumhonig extrahiert. Der immergrüne, strauchartige Baum stammt aus Irland, Westeuropa und dem Mittelmeerraum und wird in Großbritannien häufig in Parks und Gärten gepflanzt. Seine nektar- und pollenreichen Blüten sind bekanntlich eine wichtige Nahrung für Hummeln im Herbst. Honigbienen produzieren daraus einen bitter schmeckenden Honig, der im Mittelmeerraum begehrt ist.

Die unverarbeitete Verbindung wurde an C. bombi-Kulturen getestet, die in einem Labor gezüchtet wurden, sowie an Büffelschwanz-Hummeln (Bombus terrestris), weiblichen Bienen, die im Herbst 2018 in Kew gesammelt wurden. Der letzte Teil des Experiments sah Die Forscher fütterten die Bienen über einen Zeitraum von zwei Wochen mit einer Mischung aus Zuckersirup und Pollen, danach wurde ihr Kot auf Parasiten untersucht. Ausgewählte Bienen erhielten dann eine Behandlung mit Zuckersirup oder eine Behandlung mit unbehandeltem. Es wurde festgestellt, dass die Verbindung C. bombi-Infektionen hemmt, jedoch erst nach Interaktion mit dem Mikrobiom, da die anfänglichen Stoffwechselprozesse im Mitteldarm sie gegen den Parasiten inaktiv machten.

Die Forscher stellten auch fest, dass Tiliasid, eine Verbindung, die aus dem Nektar der Linde gewonnen wird, Arbeiterinnen der Buff-tailed Hummeln ähnliche Vorteile bietet. Es wurde jedoch festgestellt, dass Tiliasid im Gegensatz zu unedone durch die eigenen Verdauungsprozesse der Bienen aktiviert wird. Beide Verbindungen wurden als Beweis für die Vorteile angeführt, die Lebensmittel und Mikrobiome für den Schutz und die Stärkung der Gesundheit von Bestäubern haben – auf individueller und gemeinschaftlicher Ebene.

Professor Phil Stevenson, Head of Trait Diversity and Function bei RBG Kew und Co-Autor der Studie, sagt: „Das Verständnis der Treiber der Bestäubergesundheit – sowohl der guten als auch der schlechten – ist entscheidend, um zu erkennen, wie wir die Bestäubungsdienste am besten unterstützen und weiterhin davon profitieren können von ihren Beiträgen zur Nahrungsmittelproduktion und zur Erhaltung natürlicher Ökosysteme.

„Wir wissen jetzt, dass einige Blumen einigen Arten eine bessere Ernährung bieten, während andere Bienen mit einer natürlichen Medizin versorgen, sodass wir Pflanzen für die Wiederherstellung degradierter Landschaften oder Feldränder auswählen können, die Bestäubern vielfältige und maßgeschneiderte Vorteile bieten und ihre Gesundheit vom Individuum bis hin verbessern Gemeinschaftsebene.“

Neben den Gefahren durch Parasiten wird der Rückgang der Bestäuber durch den Einsatz von Pestiziden, die Intensivierung der Landwirtschaft und den Klimawandel vorangetrieben. Wissenschaftler sind daher bestrebt, die natürlichen Prozesse besser zu verstehen, die die Gesundheit der Bestäuber beeinflussen und beeinflussen – sowohl positiv als auch negativ. Diese Prozesse umfassen die Ernährungsqualität von Pollen und Nektar, die Auswirkungen von Parasiten und die Vorteile des Mikrobioms sowie die Auswirkungen natürlicher bioaktiver Verbindungen und der Landschaftsstruktur.

Stevenson fügt hinzu: „Die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die Gesundheit der Bestäuber und der Rückgang durch übermäßigen Einsatz von Pestiziden, Klimawandel und landwirtschaftliche Intensivierung sind nach Jahrzehnten des Sammelns von Beweisen jetzt allgemein anerkannt.

„Wir müssen jetzt nach Lösungen und Wegen suchen, um vielfältige und gesunde Populationen von Bestäubern und anderen Insektengruppen zu erhalten. Viele dieser Lösungen können durch ein besseres Verständnis der natürlichen Prozesse entwickelt werden, die die Gesundheit von Bestäubern beeinflussen. Wenn wir wissen, wie die Ernährung von Land zu Land variiert den Pollen verschiedener Arten und welche Arten die besten Nahrungsressourcen für die unterschiedlichsten bestäubenden Arten bieten, können wir Wiederherstellungsprogramme wie Feldrandbepflanzung und ökologische Korridore mit viel besserer Genauigkeit für die wichtigen Arten und mit langfristigem Nutzen durchführen. “