Auswirkungen von Bt-Maispollen auf die Honigbiene

Thema

Folgender Frage wurde im Rahmen dieses Projektes nachgegangen:

Hat der großflächige Anbau von Bt‑Mais Auswirkungen auf die Honigbiene? Als Bestäuber haben Honigbienen eine überragende Bedeutung im Naturhaushalt und in der Landwirtschaft. In unseren Regionen bestäuben sie 70 Prozent aller Blütenpflanzen.

Da Störungen in der Leistungsfähigkeit von Bienenvölkern unmittelbare ökologische Folgen für die Flora haben, müssen Pflanzenschutzmittel nach einem standardisierten Verfahren auf Bienengefährlichkeit überprüft werden. (OECD-Guidelines, 1996). Bei gentechnisch veränderten Pflanzen gibt es bisher weder Vorschriften, noch anerkannte Methoden, mit denen ihre Verträglichkeit für Bienen überprüft werden können.

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts sollte ein einfaches reproduzierbares Prüfverfahren für die Wirkungen transgener Pflanzen auf die Honigbiene entwickelt werden. Dieses könnte sowohl in die Zulassungsverfahren einbezogen, als auch beim anbaubegleitenden Monitoring eingesetzt werden.

Zusammenfassung

Generell konnte eine chronisch toxische Wirkung von Bt-Mais der Sorten Bt176 und Mon810 auf gesunde Honigbienenvölker nicht nachgewiesen werden.

Berücksichtigt man die extremen Versuchsbedingungen (Dauer von sechs Wochen, erhöhter Bt-Toxingehalt), dann kann eine toxische Wirkung auf gesunde Bienen unter natürlichen Bedingungen nach den erfolgten umfangreichen Untersuchungen mit großer Sicherheit ausgeschlossen werden.

Dieses Ergebnis wird zusätzlich dadurch untermauert, dass Honigbienen selbst in den Agrarräumen mit großen Maisschlägen nur wenig Maispollen sammeln, wenn andere Pflanzen als Pollenquellen zur Verfügung stehen (weniger als drei Prozent).

Versuchsbeschreibung

Prüfung der Wirkung von Bt-Maispollen im Labor

Für die Untersuchungen im Labor standen auf dem Versuchsfeld gesammelter Maispollen (Bt176) sowie für den Mais-Verbund gentechnisch aus E.coli hergestelltes Toxin zur Verfügung.

Die Wirkung der Bt-Diät wurde auf folgende Kriterien überprüft:

• Sterberate der Puppen (Mortalität)

• Schlupfgewicht und Lebensfähigkeit der frisch geschlüpften Bienen

• Abweichungen bei den Aufzuchtraten für Larven verschiedener Stadien

Die Bestimmung der Aufzuchtraten dient als Maß für "normales" Brutpflegeverhalten.

Toxizität für adulte Honigbienen. In Käfigversuchen wurden Bienen vier Tage lang mit Bt-Maispollen bzw. zusätzlich mit Bt-Toxin gefüttert. Maximal wurde die 100fache Menge der im Pollen vorkommenden Konzentration zugesetzt.

Chronische Toxizität für Larven der Honigbiene. Es wurden Larven in vitro nach einer bestimmten Methode (Wittmann et al.,1981) aufgezogen. Der halbsynthetische Larvenfuttersaft wurde mit dem Bt-Toxin versetzt. Die Larven waren so während der gesamten Fressphase dem Toxin ausgesetzt.

Labortest zur Prüfung der chronischen Toxizität an Kleinstvölkern. Es sollte ein Standard-Labortest zur Prüfung der chronischen Toxizität entwickelt werden. Eine Reihe von Einflussfaktoren wie Königinpräsenz, Bienenzahl, Temperatur, Wasserversorgung, Honigaufnahme und Wabengröße sollte für die Aufzucht von 200 Larven geprüft werden.

Prüfung der Wirkung von Bt-Maispollen im Freiland

In vier aufeinander folgenden Jahren wurden je acht Bienenvölker in Flugzelten auf eine Streuobstwiese gestellt. Der Pollen wurde über einen längeren Zeitraum als die normale Blühperiode der Maispflanze (sechs Wochen = zwei aufeinander folgende Brutzyklen) an Bienenvölker verfüttert. In der Natur steht Maispollen den Bienenvölkern oft nur wenige Tage höchsten zwei Wochen als Eiweißquelle zur Verfügung.

Die Völker wurden hinsichtlich Sammelaktivität, Brutpflegeaktivität und Bienenzahl beobachtet.

Untersuchung der chronischen Toxizität. In den ersten beiden Jahren wurden die Bienenvölker mit Bt-Maispollen gefüttert, der mit der 10fachen Konzentration an Bt-Toxin angereichert war.

Für Bt176 wurden die Versuche mit im Feld gesammeltem Bt-Maispollen sowie Pollen, der mit der doppelten Toxin-Menge versetzt wurde, wiederholt.

Für Mon810 wurde ausschließlich frisch gesammelter Pollen getestet.

Anbaubegleitendes Monitoring

Im Sinne eines Monitorings wurden 2003 neun Bienenvölker in unmittelbarer Nähe eines Bt-Maisfeldes aufgestellt. Neun Kontrollvölker wurden an ein nicht-transgenes Maisfeld gestellt, das ca. fünf Kilometer entfernt lag, um eine Überlagerung der Sammelareale zu vermeiden und gleichzeitig weitestgehend gleiche klimatische Bedingungen zu gewährleisten. Während der Blüte wurde der Beflug der Maispflanzen durch die Honigbienen erfasst. Der Anteil an Maispollen wurde mittels Pollenfallen und mikroskopischer Untersuchung erfasst. Außerdem wurden Bienenzahl und Brutaktivität bestimmt. Da die Völker vor Ort in der Nähe der jeweiligen Versuchsparzellen blieben, wurde auch die Überwinterung der Bienenvölker beobachtet.

Ergebnisse

Prüfung der Wirkung von Bt-Maispollen im Labor

Toxizität für adulte Honigbienen. Das Bt-Toxin (Bt176) erwies sich auch bei 100fach höherer Dosis als im Pollen nicht als akut toxisch. Weder Mortalität noch Futteraufnahme wurden bei verschiedenen Altersstadien der Bienen negativ beeinflusst.

Überlebende Larven nach Fütterung mit Bt-Toxin unter Laborbedingungen. Je 9 Ansätze à 60 Larven wurden verglichen. Zahl erwachsener Bienen während des Versuchszeitraums von 6 Wochen, Anzahl der Bienenvölker =9 Schlupfgewicht erwachsener Arbeiterinnen am Versuchsende Anzahl Bienen Bt =126, Anzahl Bienen Kontrolle =146 Monitoring: Entwicklung der Bienenvölker im Mais und nach der Überwinterung Anzahl Bienenvölker =9,

Chronische Toxizität für Larven der Honigbiene. Es wurde kein Unterschied in der Zahl der überlebenden Larven gefunden. Labortest zur Prüfung der chronischen Toxizität an Kleinstvölkern. Es ließ sich in Käfigen keine ausreichende Anzahl von mindestens 200 Larven aufziehen. Dagegen gelang die Aufzucht von mehr als 200 Larven in frei fliegenden Kleinstvölkern mit 300 Bienen. Für die mangelnde Brutpflegeleistung in den Käfigversuchen kommen Faktoren wie Flug- bzw. Sammelaktivität und Pollenversorgung in Betracht. Prüfung der Wirkung von Bt-Maispollen im Freiland Im ersten Jahr waren die Bienenvölker zufällig mit Parasiten (Mikrosporidien) befallen. Dieser Befall führte bei den Bt-gefütterten Völkern ebenso wie bei den Völkern, die mit Pollen ohne Bt-Toxin gefüttert wurden, zu einer Abnahme der Zahl an Bienen und in deren Folge zu einer verringerten Brutaufzucht. Der Versuch wurde daher vorzeitig abgebrochen. Dieser Effekt war bei den Bt-gefütterten Völkern signifikant stärker. (Die signifikanten Unterschiede sprechen für eine Wechselwirkung von Toxin und Pathogen auf die Epithelzellen des Darms der Honigbiene. Der zugrunde liegende Wirkungsmechanismus ist unbekannt.) Der Einfluss der Mikrosporidien konnte nicht weiter untersucht werden, da die Anzucht von Mikrosporidien und damit eine gezielte Infektion von Bienenvölkern nicht gelang. Bei der Wiederholung des Versuchs wurden die Völker zur Vermeidung einer erneuten Infektion prophylaktisch mit einem Antibiotikum behandelt. In diesem Versuch wurden weder Unterschiede im Brutpflegeverhalten noch in der Larvenentwicklung festgestellt. Die Zahl der adulten Bienen sank in den ersten vier Wochen stärker ab als in den Kontrollvölkern. Im Anschluss daran gab es aber keine Unterschiede mehr.

Untersuchung der chronischen Toxizität durch Bt176 bzw. Mon810-Maispollen. Mit der ein- und zweifachen Dosis von Bt176 und der einfachen Dosis von Mon810 wurden keine negativen Wirkungen beobachtet. Weder die Bienenzahl noch die Sammel- und Brutpflegeaktivität der Völker unterschieden sich zwischen den Versuchsgruppen. Auch das Schlupfgewicht junger Bienen unterschied sich nicht. D.h., dass gesunde Bienenvölker selbst bei extremer Exposition mit Bt-Maispollen über einen Zeitraum von sechs Wochen durch das Toxin in keiner der untersuchten Vitalfunktionen Volksstärke, Sammelaktivität, Brutpflegeaktivität und Entwicklung beeinträchtigt werden.

Anbaubegleitendes Monitoring

Die Bienen sammelten während der Blüte nur zu einem sehr geringen Teil Maispollen von weniger als drei Prozent (sowohl Bt- als auch nicht-transgener Pollen). Negative Effekte von Maispollen auf die Zahl der Bienen und die Entwicklung der Brut in den Völkern traten nicht auf. Beide Gruppen unterscheiden sich weder in ihrer Entwicklung während des Spätsommers noch in ihrer Überwinterungsfähigkeit.