Pestizide bei Bienen: Königin schützt sich auf Kosten ihrer Eier

Um eine Bienenkönigin herrscht ständig Betrieb. Arbeiterinnen reichen ihr Futter, säubern sie und schirmen sie vor vielen Risiken im Stock ab. Selbst Pestizide werden zunächst abgefangen, bevor sie die wichtigste Biene des Volkes erreichen.

Doch wenn die Belastung anhält, kippt dieser Schutz. Dann kann die Königin einen Teil der Schadstoffe an ihre Eier weitergeben – und damit ausgerechnet den Nachwuchs belasten, der das Volk erneuern soll.

Forscher der University of California, Davis berichten im Fachjournal Current Biology von einem Mechanismus, der bisher bei Honigbienen nicht belegt war. Für den Nachwuchs kann das zum Problem werden.

Wenn Pestizide Bienen dauerhaft belasten

„Um sich selbst zu schützen, lädt die Bienenkönigin diese Chemikalien in ihre Eier ab, um sie loszuwerden“, sagt Sascha Nicklisch von der UCD. Er ist leitender Autor der Arbeit und forscht dort im Bereich Umwelttoxikologie. „Niemand hat das zuvor bei Honigbienen gezeigt.“

Der Prozess heißt maternale Auslagerung. Gemeint ist: Ein Muttertier verschiebt einen Teil seiner Schadstofflast in die Nachkommen. Bei Honigbienen bekommt dieser Vorgang besonderes Gewicht. Denn die Königin ist das einzige Tier im Stock, das befruchtete Eier für die nächste Arbeiterinnen-Generation legen kann.

Normalerweise fangen Arbeiterinnen viel Belastung ab. Sie sammeln Futter, verarbeiten es und versorgen damit Königin und Larven. Lange galt diese Arbeitsteilung als Schutzschild für die Königin. Die neuen Versuche zeigen nun, wie stark dieser Schutz zunächst wirkt – und wie er bei Dauerbelastung nachlässt.

Arbeiterinnen filtern anfangs sehr viel heraus

Für die Untersuchung bauten die Forscher kleine Versuchsvölker, sogenannte Nanokolonien. In jedem Behälter lebten eine Königin und 60 Arbeiterinnen. Die Tiere bekamen Pollen, Wasser und Futter, das mit dem Pestizid Methylparathion versetzt war. Eine schwache radioaktive Markierung machte später sichtbar, wohin die Substanz im Mini-Bienenstock wanderte.

Am Anfang filterten die Arbeiterinnen einen großen Teil heraus. Am ersten Versuchstag senkten sie die Pestizidmenge im weiterverarbeiteten Futter um 95 Prozent. Nach zehn Tagen lag diese Filterleistung noch bei 86 Prozent. Die Abnahme ist entscheidend, weil Honigbienen in der Landwirtschaft oft nicht nur kurz, sondern wiederholt mit belastetem Nektar oder Pollen in Kontakt kommen.

Mit der Zeit reicherte sich das Pestizid an mehreren Stellen an. Die Arbeiterinnen trugen deutlich mehr davon im Körper als die Königin. Auch im Wachs fanden die Forscher Rückstände. Die Königin blieb im Vergleich geringer belastet, doch ihre Eier enthielten am zehnten Tag deutlich messbare Mengen.

Die Königin bleibt geschützt, die Eier werden belastet

In den Versuchen lagen die Pestizidwerte in Eiern teils fünf- bis zehnmal höher als im Körper der Königin. Das deutet darauf hin, dass die Chemikalien nicht nur zufällig weitergereicht werden. Die Forscher halten es für möglich, dass die Stoffe bei der Eibildung gezielt in die Eier gelangen.

Angela Encerrado-Manriquez, Erstautorin der Arbeit und promovierte Forscherin der University of California, Davis, beschreibt die Grenze des Schutzsystems so: „In unserer Studie begannen sich Pestizide mit der Zeit in Königinnen anzureichern. Das spricht dafür, dass die Filterkapazität der Arbeiterinnen überfordert werden kann.“ Wenn das passiere, habe die Königin eine eigene Verteidigung: Sie verschiebe die giftige Last in ihre Eier.

Für ein Bienenvolk kann das zum Verhängnis werden. „Wenn Pestizide sich so weit anreichern, dass die Eier der Königin so stark belastet sind, dass sie sich möglicherweise nicht mehr richtig entwickeln, könnte es einen Kipppunkt geben“, erklärt Nicklisch. Möglich sei ein schleichender Effekt chemischer Anreicherung, der später zum Zusammenbruch eines Volkes beitrage.

Im Wachs bleibt die Belastung lange bestehen

Die Arbeit erklärt auch, warum Pestizide im Stock länger nachwirken können. Wachs dient im Bienenvolk als Speicher. Arbeiterinnen lagern dort Stoffe ab, bauen Waben und bereiten Zellen für Eier vor. Wenn Rückstände im Wachs bleiben, verschwindet die Belastung nicht sofort mit dem Ende der äußeren Exposition.

Die eingesetzten Mengen waren nach Angaben von Bruce Buchholz vom Lawrence Livermore National Laboratory nicht tödlich und lagen in einem umweltrelevanten Bereich. „Mit BioAMS können wir sehr geringe Mengen eines Pestizids verfolgen“, sagt Buchholz. Diese Methode misst markierte Moleküle bis auf atomarer Ebene und machte erst sichtbar, wie fein sich die Chemikalie im Versuchssystem verteilt.

Entscheidend ist der Zeitpunkt der Belastung. Wenn Bienen stark fliegen oder ein Volk wächst, brauchen Königin und Brut besonders viel Futter. Gelangen in solchen Phasen wiederholt Pestizide in den Stock, können sie sich in Wachs, Arbeiterinnen, Königin und Eiern verteilen.

Wie lange dieser Effekt anhält und welche Folgen belastete Eier für Larven und neue Arbeiterinnen haben, ist noch offen.

Kurz zusammengefasst:

• Honigbienen schützen ihre Königin zunächst über Arbeiterinnen, die belastetes Futter verarbeiten und Pestizide anfangs zu großen Teilen herausfiltern.
• Bei dauerhafter Belastung lässt dieser Schutz nach: Die Pestizide verteilen sich im Stock, reichern sich in Arbeiterinnen und Wachs an und erreichen schließlich auch die Königin.
• Die Königin bleibt vergleichsweise gering belastet, kann aber Schadstoffe in ihre Eier auslagern – damit schützt sie sich selbst, während der Nachwuchs und langfristig das Volk gefährdet werden könnten.

Übrigens: Nicht nur Bienen geraten durch Pestizide unter Druck – auch im menschlichen Darm können Alltagschemikalien nützliche Bakterien ausbremsen und sogar Antibiotikaresistenzen begünstigen. Welche Stoffe besonders auffallen und warum das Mikrobiom stärker geschützt werden sollte, mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Sascha Nicklisch/UC Davis