Wissenschaftler entdecken, wie Bienen ihre Nachkommen auf natürliche Weise immunisieren

Bereits im Larvenstadium haben Honigbienen eine natürliche Immunität gegen bestimmte Krankheiten in ihrer Umwelt. Jetzt haben Wissenschaftler zum ersten Mal entdeckt, wie sie diese Immunität erwerben.
Das Bluteiweiß, durch das die Königin-Honigbiene Immunität gegen ihre Eier überträgt, ist auch in anderen eierlegenden Arten vorhanden.
Bildnachweis: Sabine Deviche / ASU

In der Zeitschrift PLOS Krankheitserreger, erklärt das internationale Team, dass die Königin Honigbiene ein Blutprotein an ihre Eier weitergibt.

Das Protein - Vitellogenin genannt - spielt eine wichtige, aber bisher unbekannte Rolle beim Schutz der Bienen vor Krankheiten.

Co-Autorin Gro Amdam, eine norwegische Biologin und Biowissenschaftsprofessorin an der Arizona State University in Tempe, ist international für ihre Forschungen über Honigbienen bekannt. Sie sagt:

"Der Prozess, durch den Bienen ihre Immunität auf ihre Babys übertragen, war bis jetzt ein großes Rätsel. Was wir gefunden haben, ist, dass es so einfach ist wie Essen."

Prof. Amdam und ihre Kollegen von der Universität Helsinki und der Universität Jyväskylä - beide in Finnland - arbeiten seit mehr als 10 Jahren in diesem Bereich.

Sie sagen, ihre Entdeckung öffnet die Tür zu neuen Wegen, um Bienenvölker gegen verheerende Krankheitserreger zu schützen, von denen sie keine natürliche Immunität haben.

Wie erhalten Bienen Immunität?

In einer Honigbienenkolonie verlässt sich die Bienenkönigin auf Arbeiterbienen, um ihr Nahrung zu bringen, da sie das Nest nur selten verlässt. Während die Arbeitsbienen Pollen und Nektar in der Umwelt sammeln, nehmen sie natürlich Krankheitserreger auf.

Als sie wieder im Nest ankommen, verwenden die Arbeiterbienen den Pollen, um "Gelee Royale" herzustellen, das der Königin gefüttert wird. Dabei übertragen sie einige der Bakterien, die sie während der Nahrungssuche aufgenommen haben.

Wenn die Königin Gelée Royale isst, verdaut sie die Bakterien zusammen mit den anderen Zutaten und gibt sie an ihre Körperhöhle weiter. Stücke von verdauten Bakterien landen schließlich in ihrem "fetten Körper" - dem Bienenäquivalent der Leber.

Im Fettkörper der Königin haften Bakterienstücke an dem Blutprotein Vitellogenin, das durch ihr Blut zu den sich entwickelnden Eiern transportiert wird. Die Larven, die dann aus ihren Eiern schlüpfen, haben ein Immunsystem, das gegen einige der Krankheitserreger in ihrer Umgebung und die von ihnen verursachten Krankheiten "geimpft" wird.

Ein Großteil dieser Geschichte war bereits bekannt; Was die neue Studie bringt, ist die Entdeckung, dass es Vitellogenin ist, das die Immun-Priming-Signale trägt.

Das Team erklärt, dass diese natürliche Impfmethode nur Bienen gegen einige - aber nicht alle - tödlichen Krankheitserreger immunisiert. Aber jetzt wissen wir, wie dies geschieht, vielleicht können wir es verwenden, um essbare Impfstoffe für Insekten zu erzeugen, bemerken sie.

Co-Autor Dr. Dalial Freitagak, ein Forscher an der Universität Helsinki, fügt hinzu:

"Wir patentieren einen Weg, um einen unschädlichen Impfstoff zu produzieren, sowie die Impfstoffe zu kultivieren und sie Bienenvölkern durch einen Cocktail zuzuführen, den die Bienen essen würden. Sie wären dann in der Lage, Krankheiten abzuwehren."

Eine tödliche Krankheit, an die die Forscher denken, ist American Foul Brood, die sich schnell ausbreitet und Honigbienenstöcke zerstört.

Bienenlarven fangen die Krankheit auf, während sie Nahrung aufnehmen, die mit Sporen von den amerikanischen Faulbroodbakterien verunreinigt wird. Die Bakterien ernähren sich von den Larven und töten sie.

Bienen sind wichtig für unsere Ernährung

Warum sollte sich eine durchschnittliche Person um Bienenkrankheiten kümmern? Denn ohne Bienen hätten wir eine große Lücke in unserer Nahrungsmittelversorgung.

Bienen und andere Bestäuber sind lebenswichtig für eine gesunde Wirtschaft und entscheidend für die Ernährungssicherheit. Sie sind wichtig für die Produktion von Früchten, Nüssen und Gemüse.

Schätzungen deuten darauf hin, dass Honigbienen allein den Anbau von 90-130 Nutzpflanzen unterstützen, die direkt oder indirekt für bis zu ein Drittel der US-Diät verantwortlich sind.

Doch viele Bestäuber - einschließlich Honigbienen - sind in den USA und weltweit stark rückläufig. In den letzten 60 Jahren sind in den USA gemanagte Bienenvölker von 6 Millionen auf 2,5 Millionen zurückgegangen.

Neben der Krankheit ist eine so genannte Kolonie-Kollaps-Störung verantwortlich für diesen erschütternden Verlust wichtiger Bestäuber. Wissenschaftler sind sich nicht sicher, was genau das verursacht, aber viele glauben, dass Pestizide, Krankheitserreger und Ernährungsprobleme dahinter stecken.

Die Forscher schlagen vor, dass die neuen Erkenntnisse auch bei der Suche nach einer Möglichkeit zur Bekämpfung der Kolonie-Kollaps-Störung helfen könnten.

Sie legen auch nahe, dass die Ergebnisse weitere Auswirkungen auf alle Arten haben, die Eier legen - einschließlich Fische, Geflügel, Amphibien und Insekten - weil sie auch Vitellogenin in ihren Körpern haben. Eine Möglichkeit ist die Herstellung von natürlichen, preiswerten Impfstoffen, die die Lebensmittelindustrie nutzen kann. Prof. Amdam kommt zu dem Schluss:

"Da dieser Impfprozess natürlich vorkommt, wäre dieser Prozess kostengünstig und letztlich einfach zu implementieren. Er hat das Potenzial, die Nahrungsmittelproduktion für den Menschen zu verbessern und zu sichern."

Die Akademie von Finnland und der Norwegische Forschungsrat haben Mittel für die Studie bereitgestellt.

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