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Steckt ein Virus hinter der Bienenpest?
Wissenschaftler haben einen wahrscheinlichen Schuldigen identifiziert, der der massiven und mysteriösen Pest zugrunde liegt, die im vergangenen Jahr in den Vereinigten Staaten zig Millionen Bienen getötet hat. Durch die Sequenzierung der DNA jeder Mikrobe, die die Bienen bewohnt, haben die Forscher ein neues Virus identifiziert, das stark mit infizierten Bienenstöcken verbunden ist. Die Erkenntnisse könnten Imkern helfen, ihre Völker zu schützen. Die Forschung schlägt auch eine effektive neue Methode vor, um infektiöse Krankheitserreger zu identifizieren, seien es Bienen oder Menschen.
Bienen retten: Parasitäre Milben (oben an einer Arbeiter-Honigbiene angebracht) können das Immunsystem der Bienen schwächen und sie anfällig für eine Infektion mit einem neu identifizierten Virus machen, das mit einer Koloniekollaps-Störung in Verbindung steht.
Nachdem die Wissenschaftler Honigbienen aus gesunden und kranken Völkern gesammelt hatten, durchsuchten sie ihre DNA, um den Schuldigen hinter dem mysteriösen Verschwinden von zig Millionen Bienen im vergangenen Jahr zu finden.
Dies ist eine sehr wichtige Erkenntnis, sagt Dewey Caron , ein Entomologe an der University of Delaware in Maryland, der nicht an der Studie beteiligt war. Es ist noch keine rauchende Waffe, aber es hilft wirklich, die Suche einzugrenzen.
Im vergangenen Jahr sind zig Millionen Bienen auf mysteriöse Weise aus ihren Bienenstöcken verschwunden, was einem Verlust von 50 bis 90 Prozent der US-Kolonien entspricht. Während die Honigbienenpopulationen im letzten Jahrhundert mehrere große Verluste erlitten haben, ist diese besondere Plage insofern einzigartig, als erwachsene Bienen spurlos aus ihren Bienenstöcken zu verschwinden scheinen. Da Honigbienen Hunderte von Obst-, Gemüse- und Nüssenarten bestäuben – kommerzielle Imker transportieren ihre Bienenstöcke während der Blütezeit quer durch das Land, um Pflanzen zu bestäuben – ist dieser Verlust ein großes Problem für die Landwirtschaft.
Seit der erste Fall im Jahr 2006 gemeldet wurde, suchen Wissenschaftler nach einer Quelle für das Problem – bekannt als Koloniekollapsstörung. Eine Vielzahl von Möglichkeiten wurde vorgeschlagen: genetisch veränderte Pflanzen, Pestizide, Parasiten, Stress, Mobiltelefone und sogar eine himmlische Intervention in Form eines Honigbienenrausches. Aber Wissenschaftler sagen jetzt, dass sie der Wurzel des Problems auf der Spur sind.
Mit neuen, schnellen Gensequenzierungsmethoden analysierten Wissenschaftler der Columbia University, der Pennsylvania State University und des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) die DNA von gesunden und infizierten Bienenvölkern zusammen mit den Viren, Bakterien und Pilzen, die sie besiedeln. ein Ansatz, der als Metagenomik bekannt ist. (Siehe Sequenzierung im Handumdrehen und unsere mikrobielle Menagerie .) Nach dem Herausziehen von Bienen-DNA-Sequenzen – identifiziert mit Hilfe des kürzlich veröffentlichten Honigbiene Genom – Wissenschaftler blieben mit mikrobieller DNA zurück. Sie fanden heraus, dass ein bestimmtes Virus, das als israelisches Virus der akuten Bienenlähmung bekannt ist, nur in Völkern gefunden wurde, die erhebliche Verluste erlitten. In einer Folgestudie mit 51 Bienenvölkern aus dem ganzen Land – 30 erkrankten Völkern und 21 gesunden – hatten alle bis auf eine mit dem israelischen Virus der akuten Lähmung infizierten Kolonien auch eine Koloniekollaps-Störung. Mit anderen Worten, das Virus könnte in 96 Prozent der Fälle einen Zusammenbruch vorhersagen. Der Ergebnisse werden heute online in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft .
Obwohl die Ergebnisse aufregend sind, warnen Wissenschaftler davor, dass es zu früh ist, um zu sagen, ob das Virus die Erkrankung wirklich auslöst. Wir müssen noch viel Forschung betreiben, um herauszufinden, warum Honigbienen in den USA sterben, sagt Jeffery Pettis , ein Entomologe am USDA in Beltsville, MD, der an der Forschung beteiligt war.
Autopsien, die kurz nach den ersten Berichten über das Problem durchgeführt wurden, ergaben, dass Bienen aus zusammengebrochenen Völkern Anzeichen von Mehrfachinfektionen aufwiesen, was darauf hindeutet, dass das Virus in Verbindung mit anderen Stressoren wie parasitären Milben wirken kann. Milben sind eine der Hauptursachen für das Bienensterben, sagt Diana Cox-Foster , ein Entomologe an der Pennsylvania State University, der die neue Studie leitete und zuvor gezeigt hat, dass die Parasiten Bienen immunsupprimieren können. Das könnte die Biene schwächen und andere Krankheitserreger oder das Virus verstärken. Um genau zu bestimmen, wie diese verschiedenen Faktoren zusammenwirken, planen Cox-Foster und ihre Mitarbeiter jetzt kontrollierte Studien, in denen sie Bienen sowohl dem Virus als auch einer Reihe anderer Stressoren wie Milben und Pestiziden aussetzen werden.
Das Virus, das erstmals 2004 in Israel identifiziert wurde, gehört zu einer schlecht untersuchten Klasse von insekteninfizierenden Viren. Während es in Bienenvölkern in Israel und Australien nachgewiesen wurde, haben diese Länder nicht die gleichen Symptome gemeldet, die mit einer Koloniekollapsstörung in den Vereinigten Staaten verbunden sind. Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Virus nach der Einreise in das Land mutiert sein könnte. Wir wissen von anderen Viren wie West Nile, dass sehr kleine genetische Veränderungen ein gutartiges Virus in virulente verwandeln können, sagt Edward Holmes , ein Biologe an der Penn State, der ebenfalls an der Studie beteiligt war. Es ist gut möglich, dass sehr kleine genetische Veränderungen, die wir noch nicht charakterisiert haben, dazu führen, dass sich das Virus in Israel, Australien und den USA anders verhält.
Die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse sie auch auf einen potenziellen Eintrittspunkt für das Virus lenken. Alle getesteten erkrankten Bienenstöcke wurden entweder aus Australien importiert oder hatten Kontakt mit australischen Bienen, und die ersten Anzeichen eines Zusammenbruchs der Kolonie wurden im Jahr 2004 beobachtet, dem ersten Jahr, in dem Honigbienen aus Australien importiert wurden. Dies ist eine echte Warnung, sagt Caron. Ich denke, es sagt uns, dass wir uns den Import von Lagerbeständen genauer ansehen müssen. Da die Nachfrage nach mit Honigbienen bestäubten Pflanzen, insbesondere Mandeln, gestiegen ist, ist auch der Bedarf an Bienen gestiegen, was zu einem Anstieg des Imports in die Vereinigten Staaten geführt hat. Laut Pettis des USDA befinden sich die Forscher in Gesprächen mit dem Tier- und Pflanzengesundheitsinspektionsdienst des Ministeriums und mit australischen Behörden, um festzustellen, ob die Einfuhr aus Australien verboten oder einer intensiveren Überprüfung unterzogen werden sollte.
Wenn sich herausstellt, dass das Virus der Hauptauslöser für den Zusammenbruch der Kolonie ist, sagen Wissenschaftler, dass die beste kurzfristige Präventivmaßnahme darin besteht, die Bienenstöcke gesund zu halten. Während Imker Bienen gegen Milben- und Bakterieninfektionen behandeln, haben wir keine Behandlungen für Virusinfektionen, sagt Cox-Foster. Wenn Sie Kolonien haben, die gestorben sind, verwenden Sie die Ausrüstung nicht wieder. Halten Sie die Bienen so gesund wie möglich. Halten Sie sie gut ernährt und minimieren Sie Stress. Und halten Sie andere Krankheitserreger – insbesondere Milben – im Zaum. Imker können auch infizierte Geräte bestrahlen.
Langfristig könnten Wissenschaftler möglicherweise Bienen züchten, die gegen das Virus resistent sind. Der israelische Forscher, der das Virus ursprünglich identifizierte, stellte auch fest, dass einige Bienen immun zu sein schienen: Bei diesen Bienen wurde ein kleines Stück der viralen DNA in ihr Genom integriert. Es entspricht einer natürlich vorkommenden resistenten Biene, sagt W. Ian Lipkin von der Columbia University in New York, der den Metagenomik-Zweig der aktuellen Studie leitete. Wissenschaftler haben bereits Bienen gezüchtet, die widerstandsfähiger gegen Milben und andere Faktoren sind.
Die neue Studie war Lipkins erster Ausflug in die Insektenwelt. Als Epidemiologe, der dazu beigetragen hat, den dem West-Nil-Virus zugrunde liegenden Erreger aufzudecken, wurde Lipkin von Cox-Foster rekrutiert, um bei der Suche nach der Quelle der mysteriösen Bienenkrankheit zu helfen, nachdem er letztes Jahr einen Vortrag über seinen Ansatz gehalten hatte. Er sagt, dass die Methoden der Metagenomik, die er und seine Kollegen verwendeten, einen Fahrplan für die energische Untersuchung von Ausbrüchen von Infektionskrankheiten darstellten. Früher gingen Wissenschaftler, die einen Ausbruch einer Infektionskrankheit untersuchten, das Problem mit Blick auf einen bestimmten Täter an und versuchten dann mühsam, die Mikroben zu züchten und zu charakterisieren. Mit diesem Ansatz können wir alles untersuchen, was mit einer bestimmten Krankheit in Verbindung stehen könnte, sagt Lipkin. Im Fall eines Virus wie SARS, sagt er, könnten wir, anstatt Monate damit zu verbringen, Wege zu finden, das Virus zu kultivieren, in nur einer Woche Ergebnisse erzielen.