Influence of Biotic and Abiotic Factors on the Gut Microbiome of the Western Honey Bee
Diese Studie nutzt ein Citizen-Science-Netzwerk in ganz Großbritannien, um zu zeigen, dass eine *Nosema ceranae*-Infektion zwar die Diversität des Darmmikrobioms der Honigbiene verändert, saisonale Variationen, der Breitengrad und die Nutzung von Ackerland jedoch die primären Treiber sind, welche die Zusammensetzung der Darmmikrobiota durch deren Auswirkungen auf Klima, Ernährung und Pestizidexposition prägen.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Die winzige Welt im Magen einer Honigbiene ist eine geschäftige Stadt aus Bakterien, die dem Insekt helfen, Nahrung zu verdauen, zu wachsen und Krankheiten abzuwehren. Genau wie Menschen auf ihre eigenen Darmmikroben angewiesen sind, um gesund zu bleiben, sind diese Bienen auf eine spezifische Gemeinschaft von zwölf Kernbakterienarten angewiesen, um zu funktionieren. Wenn dieses interne Gleichgewicht gestört wird, kann die Gesundheit der Biene leiden, was potenziell zum Zusammenbruch des gesamten Bienenstocks führen kann. Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass Parasiten und schlechte Ernährung dieses empfindliche Ökosystem stören können, aber der Großteil dessen, was wir wissen, stammt aus Experimenten, die unter kontrollierten Laborbedingungen durchgeführt wurden. In der realen Welt, in der sich das Wetter ändert, Landschaften verschieben und Krankheiten natürlich ausbreiten, bleibt das vollständige Bild dessen, was den Darm einer Biene bedroht, unklar. Das Verständnis dieser natürlichen Kräfte ist entscheidend, da Honigbienen essenzielle Bestäuber für Nutzpflanzen weltweit sind und ihre schwindenden Zahlen ein ernstes Risiko für die globale Ernährungssicherheit darstellen.
Ein Team von Forschern des UK Centre for Ecology & Hydrology machte sich daran, diese natürlichen Einflüsse zu kartieren, indem sie direkt die Bienen untersuchten, die in Bienenstöcken in ganz Großbritannien lebten. Anstatt Bienen in ein Labor zu bringen, arbeiteten sie mit einem Netzwerk von Imkern zusammen, die Arbeiterinnen aus ihren eigenen Kolonien sammelte. Das Team sammelte Proben aus fast achtzig Bienenstöcken, die in verschiedenen Regionen lagen, vom Süden Englands bis in den Norden Schottlands, und verschiedene Arten von Agrarflächen abdeckten. Sie testeten diese Bienen auf das Vorhandensein von Nosema, einem mikroskopisch kleinen Parasiten, der den Darm befällt, und verwendeten dann Gensequenzierung, um jede Art von Bakterium zu identifizieren, das in ihnen lebt. Durch den Vergleich der Bakterien, die in Bienen aus verschiedenen Jahreszeiten, verschiedenen Breitengraden und verschiedenen Arten von Landschaften gefunden wurden, konnten die Forscher sehen, welche Faktoren das interne Mikrobiom der Biene tatsächlich prägten.
Die Studie ergab, dass ein spezifischer Parasit, Nosema ceranae, in etwa achtunddreißig Prozent der getesteten Bienenstöcke vorhanden war, während sein Verwandter, Nosema apis, vollständig abwesend war. Dieser Befund deutet darauf an, dass N. ceranae der dominante Stamm im Vereinigten Königreich geworden ist, wahrscheinlich weil er weniger offensichtliche Symptome verursacht, was es ihm ermöglicht, unbemerkt unter den Kolonien zu verbreiten. Interessanterweise entdeckten die Forscher, dass die Menge an Ackerland, oder landwirtschaftlich genutzten Flächen, die einen Bienenstock umgab, tatsächlich half, die Mengen dieses Parasiten niedrig zu halten. Bienen in Gebieten mit mehr Ackerflächen hatten weniger Kopien des Parasiten in ihren Därmen. Das Team vermutet, dass dies daran liegt, dass Farmen oft weiter verstreut sind als städtische Gebiete, was bedeutet, dass weniger Bienen aus verschiedenen Stöcken miteinander interagieren. Da Bienenn oft Nahrung von benachbarten Stöcken stehlen – ein Verhalten, das Krankheiten verbreitet –, führt eine geringere Interaktion in offenem Ackerland möglicherweise einfach zu weniger Gelegenheiten für den Parasiten, von einer Kolonie zur anderen zu springen.
Als die Forscher jedoch die allgemeine Zusammensetzung der Darmbakterien betrachteten, war der Parasit nicht der Haupttreiber der Veränderung. Obwohl das Vorhandensein von N. ceranae kleine Verschiebungen in der Diversität der Bakteriengemeinschaft verursachte, war es weit weniger einflussreich als die Jahreszeit und der Standort des Bienenstocks. Die Jahreszeit erwies sich als der stärkste Faktor, wobei sich die Arten der vorhandenen Bakterien im Verlauf des Jahres von Frühling bis Herbst signifikant änderten. Dies liegt höchstwahrscheinlich daran, dass sich die Nahrung der Bienen im Laufe des Jahres ändert; wenn die Vielfalt der für sie verfügbaren Blumen abnimmt, müssen sich ihre Darmbakterien an unterschiedliche Nahrungsquellen anpassen. Ähnlich wichtig war auch der Breitengrad des Bienenstocks, wobei Bienen im Norden andere Darmgemeinschaften aufwiesen als jene im Süden, was die unterschiedliche Pflanzenwelt und das unterschiedliche Klima widerspiegelt, die im ganzen Land zu finden sind.
Die Landschaft des Ackerlandes spielte ebenfalls eine subtile, aber wichtige Rolle für die spezifischen Arten der im Darm befindlichen Bakterien. Während die allgemeine Struktur des Mikrobioms in Ackergebieten keine drastischen Veränderungen aufwies, änderte sich die Häufigkeit bestimmter nützlicher Bakteriengruppen. Bienen in diesen Landschaften zeigten niedrigere Werte mehrerer Schlüsselbakterien-Gruppen, was die Forscher auf eine weniger vielfältige Ernährung und eine höhere Exposition gegenüber landwirtschaftlichen Chemikalien zurückführen. Umgekehrt nahm eine Bakterienart, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, Pestizide zu entgiften, in diesen Gebieten tatsächlich zu, was darauf hindeutet, dass sich die Bienen an die chemischen Stressoren in ihrer Umgebung anpassen. Die Studie bestätigt, dass Parasiten zwar ein Problem sind, der Alltag der Honigbienen jedoch stärker durch die Jahreszeiten, durch die sie leben, und das Land, auf dem sie Nahrung suchen, geprägt wird. Diese Erkenntnisse verdeutlichen, dass der Schutz von Honigbienen über die reine Krankheitskontrolle hinausgehen muss; er erfordert ein Verständnis dafür, wie Klima, Ernährung und landwirtschaftliche Praktiken interagieren, um die winzigen, unsichtbaren Gemeinschaften zu unterstützen, die diese lebenswichtigen Bestäuber gesund halten.
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