Schwermetallbelastung beeinträchtigt die kognitive Gesundheit von Bienen

Schwermetalle wie Blei oder Arsen sind natürlicherweise in Böden und Wasser vorhanden. Jedoch haben menschliche Aktivitäten wie der Bergbau, die Metallverarbeitung oder der Autoverkehr deren Konzentrationen erheblich erhöht und damit menschliche und tierische Populationen potenziell toxischen Dosen ausgesetzt, deren Auswirkungen noch schlecht bewertet sind. Eine in Journal of Hazardous Materials veröffentlichte Studie zeigt die Auswirkungen der Schwermetallverschmutzung auf die Gesundheit von Bienen, die für das reibungslose Funktionieren von Ökosystemen essentiell sind.


Wissenschaftler haben Honigbienenkolonien verschiedenen Ebenen der Metallverschmutzung in einem Radius von 11km um die ehemalige Goldmine von Salsigne in den Südfranzösischen Schwarzen Bergen ausgesetzt. Dies ist eine der am stärksten mit Schwermetallen belasteten Orte in Europa, insbesondere mit Arsen, das jahrzehntelang für die Goldgewinnung verwendet wurde - was ihm den traurigen Spitznamen "Arsental" einbrachte. Während des Experiments kontaminierten sich die Bienen allmählich durch Kontakt mit Staub, Wasser oder Nektar und Pollen in den Pflanzen.

Nach zwei Monaten der Exposition auf diesem Standort brachten die Wissenschaftler die Bienen ins Labor, um ihr Verhalten zu studieren. Sie beurteilten ihre kognitive Gesundheit durch Konditionierungsprotokolle, in denen die Bienen lernen mussten, einen Duft mit einer Belohnung aus Zuckerwasser zu verknüpfen. Die nahe der Mine - und somit der Verschmutzungsquelle - gesammelten Bienen zeigten Lernmängel, die es ihnen nicht mehr erlaubten, die charakteristischen Düfte nektarreicher Blüten oder die chemischen Botschaften zu erkennen, die von ihren Artgenossen zur Kommunikation gesendet wurden. Die Leistungen dieser stark kontaminierten Bienen waren 36% niedriger als die der Bienen, die weit von der Mine entfernt gesammelt wurden.

Die Analyse des Bienenhirns, durch Röntgenbildgebung gefolgt von einer Verarbeitung durch künstliche Intelligenz, bestätigte, dass das Volumen der Region, die für die Geruchsverarbeitung verantwortlich ist (die Antennenlappen), bei den nahe der Mine gesammelten Bestäubern um fast 4% reduziert war, verglichen mit denen, die aus größerer Entfernung gesammelt wurden. Dies deutet darauf hin, dass die chronische Exposition gegenüber metallischen Spurenelementen, insbesondere Arsen, die Entwicklung der Bienen beeinflusst hat.


Obwohl diese Bienen nicht direkt an der Exposition gegenüber Schwermetallen sterben, sind die in dieser Studie beobachteten kognitiven und Entwicklungs-Effekte problematisch für das Funktionieren der Kolonien, was ein Risiko des Zusammenbruchs der Populationen mittelfristig birgt. Man kann sich auch dramatische Konsequenzen auf den Bestäubungsdienst, den diese Insekten erbringen und von dem unsere terrestrischen Ökosysteme stark abhängen, vorstellen.

Diese Ergebnisse werfen daher ernsthafte Bedenken hinsichtlich der Gesundheit der Bestäuber in durch metallische Elemente verschmutzten Gebieten auf. Sie regen generell dazu an, die Quantifizierung von Umweltverschmutzungen und die zugehörigen Vorschriften neu zu überdenken.

Referenz:
Monchanin C, Drujont E, Le Roux G, Lösel PD, Barron AB, Devaud JM, Elger A, Lihoreau M. Environmental exposure to metallic pollution impairs honey bee brain development and cognition. J Hazard Mater. 2024 Mar 5;465:133218.
doi: 10.1016/j.jhazmat.2023.133218. Epub 2023 Dec 14.