Die Welt hat ein ernstes Bienenproblem und nicht die Art, die das unerwünschte Summen des kleinen Insekts bei einem Picknick im Freien mit sich bringt: Honigbienen sterben mit erschreckender Geschwindigkeit (amerikanische Landwirte haben im Winter 2012/2013 31 Prozent ihrer Honigbienenkolonien verloren), und nein man weiß warum. Das ist ein großes Problem für alle, die gerne essen, denn Honigbienen sind der weltweit wichtigste kommerzielle Bestäuber - die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen schätzt, dass von 100 Kulturen, die 90 Prozent der weltweiten Lebensmittel produzieren, 71 von ihnen von Bienen bestäubt werden . Honigbienen verlieren, und unsere Supermärkte könnten Gänge produzieren fast unfruchtbar aussehen.
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Honigbienen sind die am weitesten verbreiteten Bestäuber in der kommerziellen Landwirtschaft, und zwar aus einem einfachen Grund: Sie lassen sich leicht von Menschen handhaben und manipulieren. Honigbienen sind ein soziales Insekt, dh sie bilden und leben in großen, gut organisierten Gruppen. Landwirte können dies ausnutzen, indem sie große Honigbienenpopulationen zur Hand haben. Honigbienen können auch im gesamten Betrieb befördert und auf Wunsch des Landwirts in großer Anzahl freigesetzt werden. Aus diesen Gründen machen Honigbienen 80 Prozent der Insektenbestäubung in landwirtschaftlichen Kulturpflanzen aus.
Aber Honigbienen sind nicht die einzigen Bienen im Bestäubungsspiel - und auch nicht unbedingt die effektivsten. Es gibt mehr als 20.000 Bienenarten, von denen 4.000 in Nordamerika heimisch sind (die Honigbiene ist keine von ihnen). Diese einheimischen Bestäuber sind - unter bestimmten Umständen - tatsächlich bessere Bestäuber als Honigbienen, aber sie sind schwerer zu kontrollieren. "Im vergangenen Jahr wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt, die sich mit Wildbienen und ihrem Beitrag zur Bestäubung befassten. In vielen Systemen verbessern Wildbienen die Bestäubung, wie dies bei Bienen wie Honigbienen nicht der Fall ist", erklärt Hannah Burrack, Associate Professor an der North Carolina State University (NCSU).
Anfang dieses Jahres veröffentlichte eine Gruppe von Bienenforschern eine Studie in Science, in der die biologische Vielfalt von Bienen mit verbesserten Ernteerträgen in Verbindung gebracht wurde - die biologische Vielfalt ist eine Art Versicherungspolice für unser Nahrungsmittelsystem. Aber weil Wildbienen nicht so einfach zu handhaben sind wie Honigbienen, zögern die Landwirte möglicherweise, Praktiken einzuführen, die einheimische Bestäuber auf ihre Felder locken würden.
Jetzt deuten neue Untersuchungen von Burrack und ihren Kollegen von NCSU darauf hin, dass die Steigerung der Vielfalt ihrer Bestäuber nicht nur die Ernte eines Landwirts begünstigt, sondern auch den Gewinn, der ausreicht, um die anfänglichen Investitionen in die Steigerung der biologischen Vielfalt auszugleichen und die Anstrengungen zu lohnen . Die Studie wurde heute in der Open-Access-Zeitschrift PLOS ONE veröffentlicht.
"Das Interesse an meinem Labor für dieses Projekt ist durch diese Interaktionen mit den Züchtern gewachsen", stellt Burrack fest. "Sie wollten wissen, wer ihre Bestäuber sind und wie sie interagieren und möglicherweise ihren Ernten zugute kommen."
Neben David Tarpy, einem Honigbienenbiologen an der NSCU, untersuchten Burrack und andere die Auswirkungen der Artenvielfalt von Bienen auf eine wichtige Ernte in North Carolina: Blaubeeren. Sie wählten eine Reihe von kommerziellen Blaubeerfarmen aus, die sie während der Blütezeit einmal wöchentlich für einen Zeitraum von zwei Jahren besuchten. Vor Beginn der Blütezeit platzierten die Wissenschaftler Käfige über einer ausgewählten Anzahl von Zweigen - einer Kontrollgruppe -, um Bestäuber vorübergehend fernzuhalten. Während der Blütezeit (vier bis fünf Wochen) gingen die Wissenschaftler für einen festgelegten Zeitraum durch die Reihen, zählten und identifizierten die vorhandenen Bienenarten - sie fanden fünf verschiedene Gruppen: Honigbienen, Hummeln und Bienen im Südosten Heidelbeerbienen, Zimmermannsbienen und kleine einheimische Bienen.
Dann setzen sie die Zweige in Käfigen regelmäßig Bestäubern auf eine von drei Arten aus: Sie lösen den Zweig und lassen vorhandene Bestäuber für einen festgelegten Zeitraum zu (offene Bestäubung). Sie setzen den Zweig nur einer Bienenart aus Um die Effizienz der Bienen pro Besuch zu testen (Bestäubung bei einem Besuch) oder einfach den Zweig abzudecken und zu testen, wie viel Bestäubung von den Blüten des spezifischen Strauchs ausgeht, der sich selbst bestäubt (geschlossene Bestäubung).
Eine Honigbiene bestäubt eine Blaubeerblüte in Arkansas. (© Bill Barksdale / AgStock Images / Corbis) Fünfzig Tage nach der Blütezeit kehrten die Wissenschaftler zu den Farmen zurück und sammelten die Blaubeeren, die sich aus Experimenten mit offener Bestäubung, Einzelbesuch oder geschlossener Bestäubung ergaben. Da die Gruppe die Auswirkung einer erhöhten Artenvielfalt auf die Ernteerträge untersuchte, untersuchte sie insbesondere die Ergebnisse der offenen Bestäubung in Zeiten, in denen sie eine Fülle von Bienenarten in dem jeweiligen Betrieb gezählt hatten.
"Hätten wir eine größere Anzahl von Wildbienen, eine größere Anzahl dieser funktionellen Gruppen, hätten wir einen Anstieg von etwa 3, 66 Samen pro Beere gesehen", erklärt Burrack. "Und das Coole an Blaubeeren ist, dass die Anzahl der Samen direkt mit der Größe der Beeren zusammenhängt, also könnten wir das mit etwas in Verbindung bringen, das für die Erzeuger wirtschaftlich bedeutsam ist." Mit anderen Worten, eine stärkere Bestäubung durch verschiedene Bienensorten führt dazu, dass die Beeren mehr Samen produzieren, was schließlich zu dickeren, schwereren Beeren führt.
Unter Verwendung des Preises, den die Landwirte pro Pfund für ihre Blaubeeren festgelegt hatten, stellten die Autoren fest, dass eine Farm, wenn zwei verschiedene Bienenarten die Blaubeeren bestäubten, einen Ernteertrag von 311 USD pro Morgen erzielen würde. für drei Bienenarten wären es 622 Dollar; für vier, 933 Dollar und so weiter. Da die Wissenschaftler nur fünf verschiedene Arten beobachteten, können sie nicht über die Auswirkung der Artenvielfalt über fünf hinaus spekulieren - aber sie gehen davon aus, dass sich die Beziehung letztendlich verflachen würde (und hinzugefügte Arten keine größeren Beeren mehr bedeuten würden), aber sie erreichten dies nicht Schwelle natürlich in der Studie. Insgesamt rechneten Burrack und ihre Kollegen damit, dass die Heidelbeerindustrie in North Carolina für jede weitere Art eine zusätzliche Ertragssteigerung von 1, 4 Mio. USD erwarten könnte.
"Wir könnten den potenziellen Wert, der mit diesen einheimischen Bienen verbunden ist, wirtschaftlich bewerten, was sehr hilfreich ist, denn der nächste Schritt, den wir untersuchen möchten, ist, wie Sie die Vielfalt steigern können", sagt Burrack. "Für einen kommerziellen Anbauer ist eine der wichtigsten Überlegungen, ob die Praktiken, die sie zur Steigerung der Vielfalt anwenden können, durch eine Wertsteigerung der Ernte ausgeglichen werden."
Warum bringt eine vielfältige Gruppe von Bienen bessere Ernten hervor? Hier spielen ein paar Faktoren eine Rolle. Erstens: "Eine Blume ist für 1-2 Tage für die Befruchtung empfänglich (im Gegensatz zu menschlichen Eiern), sodass sie bei einem Besuch einer Biene nicht die Bildung neuer Samen stoppt. Das bedeutet, dass mehrere Bienen zur Bestäubung einer einzelnen Frucht beitragen", so Burrack Anmerkungen.
Aber warum tragen nicht mehrere Bienen derselben Art (zum Beispiel die Früchte der Zweige, die auf einmalige Bestäubung untersucht wurden) dazu bei, Beeren zu bilden, die so fett sind wie diejenigen, die durch offene Bestäubung erzeugt werden? Die Autoren spekulieren, dass verschiedene Arten unter verschiedenen Wetterbedingungen gedeihen - Honigbienen zum Beispiel schneiden an ruhigen, warmen und sonnigen Tagen am besten ab, wohingegen eine südöstliche Heidelbeerbiene bei schlechtem Wetter arbeiten kann. In North Carolina, wo das Wetter während der Blütezeit unglaublich unterschiedlich ist, hilft es, eine Vielfalt von Bienen zu haben, so dass man immer bestäuben, regnen oder scheinen kann. Die Wissenschaftler spekulieren auch, dass das Wetter möglicherweise nicht das einzige ist, das sich auf die Bienen auswirkt. Sie wollen in Zukunft testen, ob landwirtschaftliche Bewirtschaftungspraktiken möglicherweise auch unterschiedliche Auswirkungen auf verschiedene Bienenarten haben.
Da der Klimawandel das Wetter beeinflusst und extreme Wetterbedingungen wahrscheinlicher macht, könnte eine Vielzahl von Bienen, die bei unterschiedlichem Wetter unter verschiedenen Anbausystemen arbeiten können, den Landwirten einen enormen Schub geben. Das Hinzufügen von mehr einheimischen und wilden Bienen zur Landwirtschaft könnte einen starken finanziellen Vorteil haben, aber es ist kein einfacher Übergang. Zum einen gehen auch einheimische Wildbienenpopulationen zurück - eine Analyse der Xerces Society, einer gemeinnützigen Organisation zur Erhaltung der wirbellosen Tierwelt, legt nahe, dass 30 Prozent der einheimischen Hummeln Amerikas vom Aussterben bedroht sind. Einheimische Wildbienen sind auch schwieriger zu managen, und überlebensfördernde Praktiken wie das Anpflanzen eines Lebensraums ohne Nutzpflanzen nehmen wertvolles Land und wertvolle Zeit.
Wie aus der NCSU-Studie hervorgeht, könnten die Landwirte jedoch einen wirtschaftlichen Grund haben, in die biologische Vielfalt zu investieren. Darüber hinaus ist eine vielfältigere Gruppe von Bestäubern eine widerstandsfähigere Gruppe gegen menschliche und natürliche Störungen, sodass die Erhöhung der Artenvielfalt von Bestäubern nicht nur den Landwirten kurzfristig durch eine Steigerung der Ernteerträge zugute kommen kann, sondern auch langfristig durch den Schutz vor landwirtschaftliche Störungen durch Wetter, Landnutzung oder Krankheit.
"Verschiedene Bienen machen verschiedene Dinge", erklärt Burrack. "Eine vielfältige Bienengemeinschaft ist in vielerlei Hinsicht stabiler als eine Gemeinschaft, die von einer einzigen Art dominiert wird."
