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| Schwache Bienen machen starke Völker |
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Völker der Östlichen Honigbiene überleben einen Befall mit der parasitären Varroa-Milbe, der für Völker der Westlichen Honigbiene tödlich endet. Ein internationales Forschungsteam von Agroscope und dem Institut für Bienengesundheit der Universität Bern hat zusammen mit Partnern aus China und Thailand entdeckt, dass ein Grossteil der befallenen Larven der Östlichen Honigbiene stirbt, worauf die Kolonie die abgestorbenen Larven entfernt - zusammen mit ihren Parasiten. Erstaunlicherweise ermöglichen schwache Bienen das Überleben des Bienenvolkes, indem sie die Vermehrung des Parasiten verhindern. Das ist ein Beispiel dafür, dass altruistischer Suizid in der Natur ein erfolgreiches Konzept sein kann.
| Es herrscht weitgehend Einigkeit darüber, dass die ektoparasitische Milbe Varroa destructor weltweit die grösste biologische Bedrohung für die Gesundheit der Westlichen Honigbiene darstellt. Dieser Parasit ist eine ernste Gefahr für das Überleben der Honigbienen, was wiederum negative Auswirkungen hat auf die Artenvielfalt und auf die Bestäubung von Kulturen, die für die Lebensmittelsicherheit relevant sind. «Einer nachhaltigen Bekämpfung dieses Parasiten stand bisher unser begrenztes Verständnis im Weg, wie sich der ursprüngliche Wirt dieser Milbe, die Östliche Honigbiene, verteidigt », erklärt Vincent Dietemann von Agroscope. |
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Ein Team aus Forschenden von Agroscope und vom Institut für Bienengesundheit der Universität Bern, veröffentlichte zusammen mit Partnern der Universität Chiang Mai (Thailand) und der Universität Zhejiang (Hangzhou, China) kürzlich einen Artikel im Open-Access-Journal Scientific Reports (Nature Publishing Group), in dem ein bisher unbekanntes Verhalten bei der Östlichen Honigbiene als altruistischer Suizid zur Stärkung der Kolonie beschrieben wird.
«Dieses Verhalten lässt sich mit dem Wehrverhalten der Arbeiterinnen vergleichen, die bei der Verteidigung ihrer Kolonie das Leben lassen: Ihr Stachel bleibt im Eindringling hängen, wodurch der ganze Stachelapparat aus ihrem Körper gerissen wird und die Biene verendet», erklärt Zheguang Lin von der Universität Zhejiang, der ebenfalls zur Arbeit beigetragen hat. Die neue Erkenntnis wurde experimentell gewonnen und beruht auf der Beobachtung der individuellen Empfindlichkeit gegenüber der Parasitierung. Befallene Larven der Östlichen Honigbiene sind gegenüber Varroa destructor empfindlicher als Larven von A. mellifera und sterben früher. Diese Beobachtung lässt vermuten, dass sich diese Schwäche entwickelte, um eine verbesserte soziale Immunität zu ermöglichen, da schwache und tote Larven zusammen mit den Parasiten aus den Völkern entfernt werden. Obwohl die hohe Empfindlichkeit der Individuen gegenüber dem Befall zum Tod des Einzelnen führt, wird sie durch natürliche Selektion begünstigt, weil das Überleben der Völker erhöht wird.
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Verständnis von Insektenstaaten und Anwendung in der Imkerei
Diese Ergebnisse sind ein wichtiger Beitrag für die Erforschung von Insektenstaaten, weil sie einen neuen Ansatz zeigen, wie Individuen zur Bekämpfung von Parasiten zusammenarbeiten können: Unerwarteterweise leisten für das Überleben der Kolonie nicht die «starken», sondern gerade die «schwachen» (d.h. empfindlichen) Individuen einen besonders wertvollen Beitrag. Diese Erkenntnis hat bedeutende Auswirkungen auf die Praxis in der Imkerei. In den vergangenen zwanzig Jahren haben die Bemühungen, das Überleben der Bienen gegenüber einem Befall mit V. destructor durch Züchtung zu verbessern, zu keinen befriedigenden Resultaten geführt. «Die Berücksichtigung der individuellen Empfindlichkeit bei künftigen Züchtungsprogrammen für A. mellifera wird zu widerstandsfähigeren Kolonien und zu einer nachhaltigen weltweiten Imkerei beitragen», ist der Ko-Autor Peter Neumann vom Institut für Bienengesundheit überzeugt.
Krankheiten der Honigbiene und Bestäubung - Hintergrund
Honigbienenvölker sind für zahlreiche Organismen attraktive Brutstätten. Das enge Zusammenleben tausender von Wirten in einem warmen und feuchten Nest liefert zahlreichen Parasiten und Krankheitserregern ideale Bedingungen für die Entwicklung und Vermehrung.
| Durch den weltweiten Handel mit Honigbienen werden die natürlichen Barrieren zwischen den Arten überwunden und artenspezifische Parasiten und Krankheitserreger kommen in Kontakt mit neuen, potenziellen Wirten, die keine natürlichen Abwehrmechanismen entwickeln konnten.
Von menschlichen Aktivitäten profitierte auf diese Weise auch die Milbe Varroa destructor, die innerhalb eines Jahrhunderts eine fast weltweite Verbreitung erreichte. |
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Wie alle bestäubenden Insekten leisten auch Honigbienen einen wichtigen ökologischen und wirtschaftlichen Beitrag. Jedes Jahr produzieren in Europa und Nordamerika Millionen von Bienenvölkern Honig und tragen zur Bestäubung einer breiten Palette landwirtschaftlicher Kulturen bei, die von Karotten über Mandeln bis zu Raps reichen und deren wirtschaftlicher Wert weltweit über 150 Milliarden Euro beträgt.
Originalarbeit
Paul Page, Zheguang Lin, Ninat Buawangpong, Huoqing Zheng, Fuliang Hu, Peter Neumann, Panuwan Chantawannakul & Vincent Dietemann. Social apoptosis in honey bee superorganisms. Sci. Rep. 6, 27210; doi:10.1038/srep27210 (2016).
Diese Studie wurde finanziell durch den Schweizerischen Nationalfonds, Agroscope und die Stiftung Vinetum unterstützt und von Forschenden von Agroscope (Schweizer Zentrum für Bienenforschung, Schweizerische Eidgenossenschaft), der Universität Bern, Schweiz (Institut für Bienengesundheit, Vetsuisse-Fakultät), der Universität Chiang Mai, Thailand (Bee Protection Laboratory, Department of Biology, Faculty of Science) und der Universität Zhejiang, China (College of Animal Sciences) durchgeführt.
Milbe Varroa destructor
Varroa-Milben sind Spinnentiere mit 8 Beinen.
Die weiblichen Varroa-Milben setzen sich mit Vorliebe auf den Ammenbienen fest und saugen das Blut der Bienen ab. Mit den Ammenbienen gelangen die Milben zu den Brutzellen der Bienen in den Bienenwaben. Dort befallen sie die heranwachsenden Bienenlarven. In der Bienenbrut vermehren sich die Milben, indem sie Eier legen. Aus den Eiern schlüpfen nach etwa einer Woche eine männliche Milbe und mehrere weibliche Milben. Nach einigen Tagen verlassen die weiblichen Milben die Bienenbrutzelle wieder und suchen sich eine neue Zelle für ihre Eierablage. Varroa-Milben verbreiten sich sehr schnell in einem Bienenstock.
Die Varroa-Milbe überträgt Krankheitserreger (Viren) in die Bienenlarven. Das Immunsystem der erwachsenen Bienen wird durch diese Viren geschwächt. Die Bienen erkranken an tödlich verlaufenden Vireninfektionen. Die Lebensdauer der Bienen wird durch diese Schwächung halbiert. Während der Winterzeit sterben daher ganze, von den Viren befallene Bienenvölker.
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| Bienen |
| Die Bienen bilden eine Insektengruppe, zu welcher mehrere Familien der Hautflügler (Hymenoptera)gehören. |
| Pollen |
| Pollenkörner (oder Blütenstaub) sind die männlichen Fortpflanzungszellen der Blütenpflanzen. Die wesentlich grössere weibliche Fortpflanzungszelle ist die Eizelle. Bei der sogenannten Bestäubung werden Pollenkörner u.a. auch durch Bienen und Hummeln von der Narbe einer Blütenpflanze und auf die Narbe einer (meist anderen) Blütenpflanze übertragen. |
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| Viren |
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| HI-Virus |
| Viren sind Erreger von Infektionskrankheiten bei Menschen, Tieren, Pflanzen und Bakterien. Viren sind Mikroorganismen mit einer Grösse von einigen Nanometer bis etwa 300 nm, welche auf lebende Wirtszellen angewiesen sind. |
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Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel. Viren sind die kleinsten sich selbst reproduzierenden Organismen, welche in der Natur vorkommen.
Die meisten Viruskrankheiten, welche bei Menschen vorkommen, sind akute Infektionen. Diese Infektionen führen nach einer bestimmte Inkubationszeit zu u.a. Organveränderungen, welche häufig, aber nicht immer, zu Krankheitssymptomen (Grippesymptome wie Fieber oder Schnupfen, Ausschläge, Entzündungen von Körperorganen usw.) führen.
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| SARS-Coronavirus |
| Coronaviren führen zu einem breiten Spektrum von Krankheiten. Die einzelnen Vertreter der Coronaviren unterscheiden sich in ihren Auswirkungen beträchtlich. Diese Auswirkungen reichen von leichten Erkältungssymptomen bis zu schweren Lungenkrankheiten, welche mit einer hohen Todesrate verbunden sind. |
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Das HI-Virus gehört zu einer Familie von Viren, die in den letzten Jahrzehnten intensiv studiert wurden: den Retroviren. Ihr Erbgut besteht aus Ribonukleinsäure (RNS, englisch RNA), während das Erbgut der menschlichen Zelle aus Desoxyribonukleinsäure (DNS, englisch DNA) aufgebaut ist.
Sie unterscheiden sich von anderen RNA-Viren zudem durch ein spezielles Eiweiss, die Reverse Transkriptase, das die Viren zu ihrer Vermehrung benötigen. Die HI-Viren gehören zu einer Untergruppe der Retroviren. Sie führen erst nach einer langen Phase ohne Beschwerden zu chronischen Erkrankungen.
Viren besitzen eigenes genetisches Material und können menschliche Zellen sehr gezielt infizieren. Dank der eingeschleusten Gene vermehren sich die Viren dann auf Kosten ihrer Wirtszelle. |
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| Erbfaktoren - Gene (Genom) - DNA |
| Zu den Hauptbestandteilen eines Zellkerns gehören die «Nukleoproteide». «Nukleoproteide» sind Substanzen, die aus «Nukleinsäuren» und einem Protein (Eiweiss) bestehen. Die «Nukleinsäuren» steuern die Bildung der Enzyme in den Zellen. Sie sind damit die Träger der «Erbfaktoren = Gene = Genom». Eine wichtige «Nukleinsäuren» ist die «Desoxyribonukleinsäure (DNS)». Die DNS wird auch DNA (engl. A = Acid = Säure) genannt. Die DNS ist in den Chromosomen lokalisiert. Bei der Zellkernteilung werden die Chromosomen längs geteilt. Jeder der geteilten Zellkerne enthält jeweils die Hälfte jedes einzelnen Chromosoms. |
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| Zeckenenzephalitis (FSME) |
Zecken sind Milben. Milben gehören zu den Spinnentieren. Sie haben acht Beine. Zecken übertragen Krankheitserreger. 3 Arten der Krankheitsübertragung sind bisher bekannt:
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durch das Bakterium Borrelia burgdorferi - Verursacher der Borreliose |
| 2. |
durch dasFrühsommer-Meningoenzephalitis-Virus, welches eine Gehirnentzündung auslösen kann. |
| 3. |
durch ein Bakterium, welches das Krankheitsbild "Neoehrlichiose" (Rückfallfieber von bis zu 40 Grad, Gewichtsverlust und allgemeinem Unwohlsein) verursacht. |
Die Zeckenenzephalitis (Frühsommer-Meningoenzephalitis FSME) ist eine Virus-Infektionskrankheit. Sie befällt vorwiegend das Nervensystem (Gehirn, Hirnhäute, austretende Nerven). |
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Virusinfektinskrankheiten bei Menschen |
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Virusinfektinskrankheiten bei Tieren |
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