11.1.2023 | Hochschule für Life Sciences, Institut für Ecopreneurship

Wie gross ist der Einfluss von Pestiziden und Feinstaub auf Bienen?

Im Praktikum «Umwelt und Gesundheit» untersuchen Studierende im 3. Semester der Studienrichtung Umwelttechnologie Bienen aus Stadt- und Land-Bienenvölkern auf Stressmarker im Bienen-Hirn. Die Ergebnisse vergleichen sie miteinander, um herauszufinden, wie sehr Pestizide aus der Landwirtschaft und Feinstaub aus der Stadt auf die Bienen einwirken.

Zwei Studierende sezieren das Gehirn einer tiefgefrorenen Biene, das sie als sogenanntes Grundmaterial verwenden. Durch Isolation von RNA und deren Umschreiben in cDNA können sie eine qPCR (Methode, um die Genexpression zu analysieren) durchführen um Gene, welche aktiv bzw. inaktiv sind, aufzuzeigen.
Aus den untersuchten Biomarkern können bestimmte Aussagen abgeleitet werden, sie liefern unter anderem Informationen zum Energiehaushalt der Biene und zur Aktivität des Immunsystems.

Im Labor wird das Bienen-Hirn seziert.

Unter anderem wird die Expression von vitellogenin untersucht ein Gen, welches für das Protein Vitellogenin codiert ist. Da Untersuchungen auf Proteinebene aufwändig sind, wird die Analysen auf der Genexpressionsebene gemacht. Das Protein Vitellogenin koordiniert bei der Honigbiene zentrale Bereiche des sozialen Lebens. In einem komplexen Zusammenspiel mit anderen endokrinen Faktoren bestimmt es demnach, bis zu welchem Zeitpunkt die Arbeiterinnen eines Bienenstockes sich der Brutpflege widmen und ab wann sie zur Nahrungssuche ausfliegen. Der Einfluss von Pestiziden könnte den Vitellogenin-Haushalt aus dem Gleichgewicht bringen und konkret folgende Auswirkungen nach sich ziehen:
In einem Bienenvolk wird unterschieden zwischen der Königin, den kurzlebigen Sommerbienen, zusammengesetzt aus Stockbienen und Sammelbienen und den langlebigen Winterbienen. Ihnen fallen verschiedene Aufgaben zu. Die Aufgabe der Sammelbiene ist es, Wasser, Pollen und Nektar zu sammeln. Die Stockbiene kümmert sich um die Waben und den Bienenstock, ihr fällt also die Hausarbeit zu. Die Winterbiene ist ausschliesslich damit beschäftigt, die Königin warm zu halten und zu füttern.

Gerät der Vitellogenin-Haushalt aus dem Gleichgewicht, könnte das dazu führen, dass sich beispielsweise Stockbienen nicht mehr zu Sammelbienen entwickeln, was für den Kreislauf und die Organisation eines Bienenvolkes fatale Folgen hätte.

Die in diesem Praktikum untersuchten Bienen wurden im Mai gesammelt und eingefroren. Auch diesen Aspekt gilt es zu beachten. Im Mai, also früher im Jahr, reagieren Bienen noch sehr empfindlich auf den Einfluss von bspw. Pestiziden. Bienen vom Juni und Juli sind robuster, da sich das Bienenvolk den äusseren Umständen laufend anpasst.

An diesem Praktikum schätzen die Studierenden insbesondere die praktische Umsetzung der erlernten Theorie. Mittels Recherche in der Primärliteratur wägen sie verschiedene Methoden gegeneinander ab. In Gruppen diskutieren sie die gewonnen Ergebnisse, um daraus Schlüsse zu ziehen und der Gesundheit von Stadt- und Landbienen auf die Spur zu kommen.