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Neuartiger Schutzmechanismus gegen Varroa-Milben

Die Westlichen Honigbienen sind bedroht. Seit Jahren beklagen Imker in Amerika und Europa den Tod zahlloser Bienenvölker. Eine Hauptursache: die Varroa-Milbe. Bisher wird der Parasit nur im Bienenstock bekämpft. Doch wenn die Bienen unterwegs sind, schleppen sie neue Milben ein. Gegen diese Neuinfektionen entwickeln Bayer-Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit Bienenforschern der Universität Frankfurt jetzt das „Varroa-Gate“: Die innovative Eingangstür soll den Bienenstock effektiv vor den tödlichen Parasiten schützen.

Das Leben im Bienenstock ist streng organisiert: Rund um die Königin herrscht geschäftiges Treiben. Arbeitsbienen verteilen Pollenportionen, putzen und versorgen Larven oder verteidigen den Eingang gegen feindliche Eindringlinge wie Wespen und andere Honigdiebe. Aber trotz strenger Türkontrollen tragen einige der Arbeiterinnen unbemerkt eine tödliche Gefahr ins Königreich: Varroa destructor – die Varroa-Milbe. Das Spinnentier ist winzig, braun und kann ganze Bienenvölker auslöschen. Wie eine Zecke beißt sich der Parasit an den gestreiften Insekten fest und gelangt so unbemerkt als blinder Passagier mitten ins Reich der fleißigen Nektarsammler. Dort vermehrt sich die Milbe, indem sie ihre Eier in die Waben zum Nachwuchs der Honigbienen ablegt. Ihre Nachkommen verteilen sich nach zehn bis vierzehn Tagen mit der neu geschlüpften Biene im gesamten Volk.

Varroa-Milbe überträgt gefährliche Viren und Bakterien

 

Dabei überträgt die Varroa-Milbe Krankheitserreger wie Viren und Bakterien, die die Bienen zusätzlich schwächen. So löscht der Schmarotzer seit Jahren ganze Völker der Westlichen Honigbiene aus: In Europa und Amerika bedeutet ein Varroa-Befall für Honigbienen ohne menschliche Hilfe früher oder später den Tod.

A new way of protecting bees against varroa mitesAnders in Asien – der eigentlichen Heimat der destruktiven Milbe. Dort hat sich über viele Generationen eine gut eingespielte Beziehung zwischen Parasit und ursprünglichem Wirt – der Östlichen Honigbiene Apis cerana – entwickelt. Erst seit den 1970er-Jahren verbreitet sich die Varroa-Milbe auch in Europa und seit den 1980er-Jahren auch in Amerika. Die Folge: Massives Biensterben, denn die Westliche Honigbiene war dem Schmarotzer schutzlos ausgeliefert.

Das ist nicht nur für Imker katastrophal: „Die Honigbiene ist in den meisten Ländern der Welt Hauptbestäuber von Kulturpflanzen wie Äpfeln, Raps oder Mandeln. Sie gilt deshalb in Europa als das drittwichtigste Nutztier nach Rind und Schwein.


„Doch dieser Service der Natur ist in Gefahr – und damit auch unsere Nahrungsgrundlage –, wenn die Varroa nicht wirksam bekämpft wird“, erklärt Dr. Klemens Krieger, Parasitologe bei der Bayer-HealthCare-Division Animal Health.

Trotzdem wurde die Milbe jahrelang nicht als Hauptursache für den Massentod der fleißigen Flieger verantwortlich gemacht. „Viele Forscher richten ihre Aufmerksamkeit auf Virusinfektionen oder andere Faktoren wie Pflanzenschutzmittel oder Pollen von genetisch veränderten Nutzpflanzen. Dabei vernachlässigen sie die Schadwirkung der Varroa-Milben“, sagt Krieger.

Er verfolgt einen anderen Ansatz, denn: „Warum sollte man primär zum Beispiel die Viren bekämpfen, wenn sie ohne die Milbe keinen Schaden anrichten können?“, so der Bayer-Forscher. Dass der Parasit zum Kern des Problems gehört, brachte auch ein vierjähriger Feldversuch des Instituts für Bienenkunde in Oberursel an den Tag: „Wenn wir die Varroa-Milbe nachhaltig bekämpfen, überleben wesentlich mehr Bienenvölker“, erklärt Prof. Nikolaus Koeniger, ehemaliger langjähriger Institutsleiter. Das Ehepaar Koeniger widmet sich seit Jahrzehnten der Bekämpfung der Varroa-Milbe.

A new way of protecting bees against varroa mitesDas renommierte Bienenforscher-Paar weiß: Gefährlich sind die horizontalen Infektionen. „Vor allem nach Ende der Blühzeit dringen Flugbienen von gesunden Völkern in von Varroa geschwächte Völker ein, um Honig zu stehlen.

Dabei infizieren sie sich und tragen viele Milben mit ins eigene Volk.“ Diesen Milbentransfer wollen die Forscher verhindern, denn: „Damit eine Bekämpfung der Milben im Stock erfolgreich ist, dürfen nicht ständig neue Schädlinge eingetragen werden.“


Deshalb setzten die Wissenschaftler an der strategisch wichtigsten Stelle an: In enger Zusammenarbeit entwickeln die Forscher des Bieneninstituts und von Bayer das „Varroa-Gate“ – eine Schleuse am Eingang zum Bienenstock. Jede Biene, die den heimatlichen Stock verlässt oder zurückkehrt, muss durch diese Pforte klettern. Auf den ersten Blick wirkt die Bienenschutztür völlig unspektakulär: ein Kunststoffstreifen mit Löchern, durch die die Bienen ein- und ausfliegen.

Varroa-Gate schützt Honigbiene

Zeckenhalsband für Hunde und Katzen stand Pate

Und erst bei genauer Betrachtung offenbart die Innovation ihren immensen Nutzen: Der Kunststoffstreifen ist ein Wirkstoffträger. Jedes Mal, wenn eine Biene durch die Öffnung schlüpft, streift sie deren Rand. Dabei bleibt ein Milbengift – auch Akarizid genannt – an dem fleißigen Flieger hängen und tötet eventuelle Milben-Passagiere ab. Damit der Schutz aber auch über mehrere Wochen hält, muss die Substanz permanent an der Oberfläche der Wirkstoffträger verfügbar sein – eine besondere technische Herausforderung. Dabei konnten die Bayer-Forscher auf Erfahrungen aus einem früheren Projekt zurückgreifen: dem Floh- und Zeckenhalsband Seresto™ für Hunde und Katzen.

BeeForscher der Bayer-HealthCare-Division Animal Health, von Bayer MaterialScience und Bayer CropScience hatten mit vereinten Kräften dieses innovative Halsband entwickelt.

Die Wissenschaftler bedienten sich dabei eines kleinen physikalischen Tricks: „Zwischen den Polymerketten der Kunststoffmatrix bewegen sich die Wirkstoffmoleküle. Sie versuchen immer, das bestehende Konzentrationsgefälle zwischen Halsband und Haarkleid auszugleichen, und gelangen dabei an die Oberfläche. Wird dort Wirkstoff abgenommen, wird automatisch neuer freigesetzt“, erklärt Krieger das Prinzip.

Das gleiche System nutzen die Wissenschaftler nun auch zum Schutz der Bienen: „Das Akarizid ist im Kunststoff eingebettet. Bleibt Wirkstoff an den Beinen oder Härchen der Biene haften, wird automatisch neuer Wirkstoff aus dem Streifen nachgeliefert, um das Konzentrationsgefälle zwischen Kunststoffmatrix und Oberfläche auszugleichen“, sagt Krieger. So ist die volle Wirksamkeit während der mehrwöchigen Behandlungsdauer gewährleistet. Gleichzeitig ist immer nur so viel Wirkstoff wie nötig verfügbar. Derzeit arbeiten die Wissenschaftler noch an der Feinabstimmung der Formulierung und Dosierung: Zwei Bayer-Wirkstoffe testen die Forscher an Bienenvölkern im Freien in verschiedenen Konzentrationen. 

BeesDas bisherige Ergebnis: „Die Bienen wurden vollständig vor einer Neuinfektion geschützt und es zeigten sich keine Nebenwirkungen“, sagt Gudrun Koeniger.

Zudem untersuchen die Bienen-Experten auch, ob sich Rückstände in Honig und Wachs nachweisen lassen.

„Die Analytiker müssen sich dabei an die Grenzen ihrer Geräte und Methoden heranarbeiten“, so Krieger. Aber nicht nur die Formulierung ist wichtig für eine effektive Milbensperre.


Nur integrierte Bekämpfungskonzepte bieten echten Schutz

Auch die Form der Schleuse muss sorgfältig durchdacht sein: „Wir bauen im Prinzip eine Barriere an den Bienenstock. Sie darf die Belüftung des Stocks und den Flugverkehr nicht behindern“, so Nikolaus Koeniger. Trotzdem muss sie genug Wirkstoff gegen die Milben abgeben. In zahlreichen Versuchen stellen die Wissenschaftler das empfindliche Gleichgewicht zwischen Form, Formulierung und Funktion genau ein. Sie testen beispielsweise verschiedene Lochgrößen und -abstände. 

Damit die Westliche Honigbiene auch künftig ihrer wichtigen Bestäubungsarbeit nachgehen kann, sollen Imker mithilfe der innovativen Bienenschutzpforte ihre Völker im Spätsommer vor den Parasiten schützen – bevor die Bienen im Stock in Winterruhe gehen und nicht mehr ausfliegen. Denn dann entstehen die langlebigen Winterbienen, die das Überwintern des Volkes sicherstellen. „Wir haben in den vergangenen Jahrzehnten gelernt, dass die Milbe sich mit einer Waffe allein nicht bezwingen lässt. Wir brauchen einen integrierten Ansatz der Milbenbekämpfung“, so Gudrun Koeniger. Die Bienenschleuse soll eine wichtige Lücke in einem integrierten Bekämpfungskonzept schließen.



Mariano Higes  


Interview: “Varroa Milben effizient bekämpfen”


Mariano Higes ist Bienenforscher im Laboratorium für Bienenpathologie am Centro Apícola de Castilla-La Mancha in Spanien. „research“ sprach mit ihm über Bienengesundheit.

 

Welche Faktoren neben der Varroa sind für das Bienensterben verantwortlich?

Da gibt es regionale Unterschiede. Wir konnten beispielsweise in Spanien zeigen, dass hier neben Varroa destructor auch der einzellige Parasit Nosema ceranae, der ebenfalls aus Asien eingeschleppt wurde, Einfluss hat. Auch die Viren, die sich mit Varroa und Nosema verbreiten, spielen eine wichtige Rolle.

Sind Pflanzenschutzmittel gefährlich für Bienen?
Die häufig angeführten insektiziden Pflanzenschutzmittel spielen bei den Bienenverlusten in Spanien keine Rolle – das können wir aufgrund unserer Untersuchungen ausschließen. Das heißt nicht, dass es regional durch unkontrollierten Einsatz von solchen Insektiziden nicht auch Bienenverluste geben kann, aber sie sind nicht die Ursache für das globale Bienensterben.

Werden sich die Bienenbestände wieder erholen?
Es geht auf jeden Fall nicht ohne eine effiziente Bekämpfung der Varroa-Milben durch gezielten Einsatz geeigneter Milben-Bekämpfungsmittel. Wir benötigen auch Präparate zur Bekämpfung von Nosema ceranae.

 

 

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