Auswirkungen von Bt-Mais auf Honigbienen

(2008 - 2011) Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Tierökologie I, Abteilung Populationsökologie

Thema

Es sollen mögliche Auswirkungen von gentechnisch verändertem Bt -Mais der Linie MON89034xMON88017 auf Honigbienen untersucht werden. Dieser Mais produziert drei Bt‑Proteine und ist dadurch sowohl gegen den Maiszünsler als auch gegen den Maiswurzelbohrer resistent.

Im einzelnen werden folgende Fragestellungen untersucht:

Hat die Aufnahme von Bt-Maispollen unerwünschte Auswirkungen auf die Entwicklung von Bienenvölkern sowie einzelner Honigbienenlarven. Wird die Überwinterungsfähigkeit der Bienen beeinflusst?
Reduziert die Aufnahme von Bt-Proteinen die Widerstandsfähigkeit der Bienen gegenüber weiteren Stressfaktoren wie z.B. Krankheitserregern?
Hat der Eintrag von Bt-Maispollen direkte toxische Wirkungen auf Bienenparasiten und damit möglicherweise indirekte positive Effekte auf die Bienenvölker?
Wie viel Maispollen wird in Abhängigkeit von der Struktur der umgebenden Agrarlandschaft tatsächlich in Bienenstöcke eingetragen?

Versuchsbeschreibung

Um Mais-Sorteneffekte von Bt-Effekten zu unterscheiden, werden im Feldversuch neben der gentechnisch veränderten Sorte und derisogenen Ausgangssorte zwei weitere konventionelle Maissorten zum Vergleich angebaut. Die isogene Sorte wird außerdem mit einem Bodeninsektizid behandelt.

In Flugzelte von vier mal zwölf Metern Grundfläche und drei Metern Höhe werden während der Maisblüte Honigbienenvölker gestellt.

Vor den Bienenbeuten, den künstlichen Behausungen der Bienenvölker, werden Totenfallen angebracht, mit denen die Anzahl toter Bienen erfasst wird.

Um die Volksentwicklung zu dokumentieren, werden die Beuten geöffnet

Die Biene mit der grünen Markierung ist die Königin

Auswirkungen von Bt-Proteinen auf Honigbienen

In 32 ausgewählten Parzellen des Versuchsfeldes werden jeweils zu Beginn der Maisblüte zwei Bienenvölker mit einer Ausgangsgröße von ca. tausend Arbeiterinnen in einen Flugkäfig gestellt.

Mit Hilfe einer Totenfalle wird täglich die Anzahl an toten Bienen erfasst. Die Volksentwicklung wird mit einer speziellen Methode (Liebefelder-Schätzmethode) während des gesamten Versuchszeitraums dokumentiert.

Nach Versuchsende werden die Völker aus dem Feldversuch unter kontrollierten Fütterungs- und Temperaturbedingungen in die Überwinterungsphase überführt und ihre Entwicklung weiter verfolgt.

Parallel werden Laborversuche mit einzelnen Bienen durchgeführt:

Frisch geschlüpfte Arbeiterinnen werden aus den Versuchsvölkern, die in den Flugzelten aufgezogen wurden, entnommen und ins Labor überführt, um ihr Schlupfgewicht und ihre individuelle Lebensdauer zu ermitteln.
Bienen werden mit unterschiedlichen Konzentrationen und Kombinationen reiner Bt-Proteine gefüttert, um zu testen, ob die drei von der untersuchten Maissorte gebildeten Bt-Proteine im Zusammenspiel nicht erwünschte Effekte auf Honigbienen zeigen.
Bei der in vitro -Larvenzucht werden junge Bienenlarven unter standardisierten Laborbedingungen mit künstlichem Futter aufgezogen, dem man wahlweise Pollen aus den verschiedenen Mais-Versuchsvarianten oder auch reines Bt-Protein beimischen kann. Bei diesem Versuchsansatz kann man genau messen, wie viel Futter und wie viel Bt-Protein die Larven aufnehmen. Nachdem die künstlich aufgezogenen Bienen geschlüpft sind, können sie weiter untersucht werden, z.B. durch kontrollierte Fütterung mit Pollen aus den verschiedenen Mais-Versuchsvarianten.

Kombinierte Effekte von Bt-Proteinen und Krankheitserregern auf Honigbienen

Im zweiten und dritten Versuchsjahr werden auf den Versuchsparzellen mit Bt-Mais und der isogenen Sorte die Hälfte der Völker mit einer Bienenkrankheit infiziert, und zwar im zweiten Versuchsjahr mit Varroamilben und im dritten Versuchsjahr mit dem einzelligen Darmparasiten Nosema. Die Entwicklung der Bienenvölker wird auf die gleiche Weise wie oben beschrieben untersucht.

Um auch Experimente über einen längeren Zeitraum und außerhalb der Maisblüte durchführen zu können, werden weitere Versuchsvölker auf anderen Versuchsflächen ausgesetzt, zum Teil mit den genannten Krankheitserregern infiziert und mit Pollen der gentechnisch veränderten sowie der isogenen Maissorte aus Gewächshausanzucht gefüttert. Mit diesen Völkern kann z.B. untersucht werden, wie ihre Entwicklung verläuft, wenn sie zusätzlich zu Maispollen noch mit unterschiedlichen Anteilen anderer Pollenarten gefüttert werden.

Effekte von Bt-Proteinen auf Parasiten im Bienenvolk

Die Kleine und Große Wachsmotte sowie der Kleine Beutenkäfer sollen daraufhin untersucht werden, ob sie empfindlich auf mögliche Rückstände von Bt-Proteinen reagieren. Aus den Bienenstöcken, die auf den Versuchsparzellen mit Bt-Mais und der isogenen Sorte stehen, werden bebrütete Wabenstücke entnommen, an die Bienenparasiten verfüttert und deren Entwicklung beobachtet.

Zusätzlich werden Bienen und Bienenprodukte aus den Versuchsvölkern, die mit Bt-Mais aufgezogen wurden, im Labor auf Rückstände der Bt-Proteine untersucht.

Potenzielles Expositionsrisiko von Honigbienen gegenüber Bt-Mais

Es werden 15 Landschaftsräume ausgewählt, die sich hinsichtlich des Anteils der Maisanbaufläche sowie der Verfügbarkeit alternativer Pollenquellen während der Maisblüte voneinander unterscheiden. Dort werden Anfang Juli standardisierte Jungvölker aufgestellt, die mit Pollenfallen versehen werden. Die Pollenfallen ermöglichen eine wöchentliche Erfassung des genutzten Pollenspektrums. Auf diese Weise sollen Aussagen darüber getroffen werden, wie viel Maispollen in Abhängigkeit von der Struktur der umgebenden Agrarlandschaft tatsächlich in Bienenstöcke eingetragen wird und wie hoch das potenzielle Expositionsrisiko der Bienen gegenüber Bt-Mais ist.

Ergebnisse

Mit ersten Ergebnissen ist Ende 2009 zu rechnen.