Die Varroa-Milbe (Varroa destructor) stammt ursprünglich aus Südasien, wo sie seit Jahrtausenden zusammen mit der Asiatischen Honigbiene (Apis cerena) lebt. Durch die Zunahme des internationalen Handels im 20. Jahrhundert kam die Varroa mit der Europäischen Honigbiene (Apis mellifera) in Kontakt und hat seitdem unüberwindliche Schäden verursacht. Unabhängig davon, welche dieser Arten die Varroa-Milbe beherbergt, bleibt ihr Lebenszyklus weitgehend gleich. Wie bei Apis mellifera vermehrt sich die Varroa in Apis cerana Bienenvölkern in verdeckelten Brutzellen, hat aber nur minimale Auswirkungen auf diese Völker. Dies wirft die Frage auf: Welche biologischen Unterschiede machen Apis cerena so geschickt im Umgang mit der Varroa-Milbe?

Die Evolution hat Apis cerena mit mehreren Verteidigungsmerkmalen gegen die Varroa ausgestattet, die wir in den nächsten Artikeln untersuchen werden. Eine der wichtigsten Eigenschaften, auf die wir hier eingehen, ist das "hygienische Verhalten" und der altruistische Freitod.

Honigbienen sind ein Beispiel für ein eusoziales Insekt mit hochgradig organisierten sozialen Strukturen und festgelegten Aufgaben wie Fortpflanzung, Brutpflege und Futtersuche. Obwohl sowohl Apis cerena als auch Apis mellifera in der Lage sind, infizierte, verletzte oder tote Brut zu erkennen und aus den verdeckelten Zellen zu entfernen, ist diese Praxis, die als "Hygieneverhalten" bekannt ist, bei Apis mellifera weit weniger verbreitet. Apis cerena hingegen entfernt infizierte oder beschädigte Brut fast sofort, sehr oft sogar bevor die Brut stirbt. Um das Hygieneverhalten auszulösen, sendet die beschädigte Brut ein chemisches Signal aus, das die Arbeitsbienen wahrnehmen und darauf reagieren. Dieser Verteidigungsmechanismus, der zum Absterben der Brut führt, stoppt auch die potenzielle Ausbreitung der Varroa und bewirkt eine soziale Immunität des Volkes.

In der Studie "Social apoptosis in honey bee superorganisms" aus dem Jahr 2016 verglichen die Forscher die Auswirkungen der Varroa auf die Brut von Apis cerana und Apis mellifera sowie die Auswirkungen des Hygieneverhaltens auf die Bienenvölker. Um die Auswirkungen der Varroa auf die Brutentwicklung zu beobachten, setzten sie befallene und nicht befallene Kontrollbrut beider Arten in einen Inkubator. Diese kontrollierte Umgebung sollte den Bienenstock ohne die Einmischung von Arbeitsbienen imitieren. Die Zellen wurden dann einen Tag vor dem erwarteten Schlupfdatum geöffnet und die Proben analysiert. Bei Apis mellifera entwickelte sich die befallene und die nicht befallene Brut auf ähnliche Weise. Bei Apis cerana hingegen war die befallene Brut im Vergleich zu den Kontrollgruppen stark geschädigt und unterentwickelt.

Abb. 1: Milbenbefallene Brut (obere Reihe) und Kontrollbrut (untere Reihe) aus einer A. cerana-Kolonie (Phatthalung, Thailand). Die Individuen wurden einen Tag vor dem erwarteten Schlupf aus ihren Zellen entfernt. Die meisten befallenen Individuen stellten ihre Entwicklung im Larven- und Präpuppenstadium ein und starben, Foto: Paul Page.​

Um die Untersuchung fortzusetzen, fügten die Forscher Proben von Apis cerena- und Apis mellifera-Larven kleine, gutartige Wunden zu und setzten sie in einen Inkubator und ihre jeweiligen Kolonien. In beiden Umgebungen starben die Larven von Apis cerana schneller und in grösserem Umfang als die von Apis mellifera, obwohl sie die gleichen Wunden erhielten. Darüber hinaus entfernten die Arbeiterinnen von Apis cerana die verletzte Brut viel häufiger und schneller als die von Apis mellifera, was auf eine höhere Sensibilität der Arbeitsbienen für gestörte Brut hinweist.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die effektive Anfälligkeit von Apis cerena direkt darauf zurückzuführen ist, dass die Brut dieser Art deutlich schwächer ist, verbunden mit einer höheren Empfindlichkeit der Arbeitsbienen gegenüber beschädigter Brut. Paradoxerweise kann die grössere Anfälligkeit für die Varroa sogar ein Teil des Verteidigungsmechanismus des Bienenvolkes gegen die Varroa sein. Da die Brut von Apis cerana empfindlicher ist, wird das chemische Signal viel früher und stärker ausgelöst als das von Apis mellifera. Die Arbeiterinnen, die ebenfalls empfindlicher sind, können schneller reagieren und haben eine bessere Chance, die Ausbreitung des Parasiten zu verhindern. Auf diese Weise verhält sich Apis cerana wie ein multizellulärer Organismus. Dabei handelt es sich um den Prozess der "Apoptose", bei dem kranke oder geschädigte Zellen einen Selbstzerstörungsmechanismus auslösen, gewissermassen "altruistischen Freitod" begehen und so die Ausbreitung der Infektion zum Schutz des gesamten Organismus stoppen.

Quellen

Social apoptosis in honey bee superorganisms
Paul Page, Zheguang Lin, Ninat Buawangpong, Huoqing Zheng, Fuliang Hu, Peter Neumann, Panuwan Chantawannakul & Vincent Dietemann, 2016
https://www.nature.com/articles/srep27210#:~:text=Altruistic%20suicide%20of%20immature%20bees,social%20immunity%20in%20honey%20bees.