Hitze- und Austrocknungstoleranzen sagen den Bienenreichtum unter dem Klimawandel voraus

Aktuelle Untersuchungen der Absolventin der University of New Mexico, Melanie Kazenel, und ihrer Kollegen sagen voraus, dass der Klimawandel die Bienengemeinschaften im Südwesten der USA verändern wird, wobei einige gedeihen und andere zurückgehen. Die Studie mit dem Titel „Hitze- und Austrocknungstoleranzen sagen den Bienenreichtum unter dem Klimawandel voraus“ wurde kürzlich in veröffentlicht Natur.

Kazenel schloss seinen Ph.D. in Biologie an der UNM im Jahr 2022 und ist derzeit Gastdozent für Biologie am Earlham College in Indiana.

„Ich untersuche, wie einheimische Bienen auf den Klimawandel reagieren“, sagte Kazenel. „Bienen sind die wichtigsten Bestäuber vieler Wildpflanzen und landwirtschaftlicher Nutzpflanzen, was bedeutet, dass sie für den Erhalt natürlicher Ökosysteme und die menschliche Nahrungsversorgung unerlässlich sind. Es gibt jedoch immer mehr Hinweise darauf, dass Bienen weltweit bedroht sind.“

„Zu den bekannten Faktoren, die Bienen bedrohen, gehören der Verlust von Lebensräumen, Pestizide, Krankheiten und der Klimawandel. Der Klimawandel wurde jedoch weniger untersucht als andere Faktoren, die Bienen bedrohen.

„Unsere Forschung zielte darauf ab, diese wichtige Wissenslücke zu schließen. Insbesondere im Südwesten der USA wird das Klima mit der Zeit wärmer und trockener und variiert von Jahr zu Jahr. Wir wollten verstehen, wie sich diese Veränderungen auf Bienengemeinschaften auswirken.“ unserer Region.“

Die Forschung wurde im Sevilleta National Wildlife Refuge (SNWR) in der Nähe von Socorro, New Mexico, im Rahmen des Sevilleta Long-Term Ecological Research (SEV-LTER)-Programms durchgeführt.

„Diese Region ist die Heimat einer außergewöhnlich hohen Bienenvielfalt. Allein im SNWR haben wir etwa 340 einheimische Wildbienenarten erfasst“, sagte Kazenel.

Die Forschung begann im Jahr 2002, als Karen W. Wright, Assistenzprofessorin für Biologie an der UNM, eine Langzeitüberwachungsstudie an Bienen am SEV-LTER einführte. Diese noch laufende Studie ist wahrscheinlich die längste kontinuierliche Bienenüberwachungsmaßnahme der Welt.

„Jeden Monat von März bis Oktober, wenn die Bienen aktiv sind, öffnen wir bei SNWR Feldfallen, um Bienen zu sammeln, die wir dann nach Art identifizieren. Dies gibt uns eine unglaubliche Aufzeichnung darüber, wie sich die Abundanz und Bienenvielfalt von Monat zu Monat und von Jahr zu Jahr verändert hat.“ Jahr für Jahr konnten wir unsere langfristigen Bienendaten mit Daten von Wetterstationen vor Ort kombinieren, um zu verstehen, wie Veränderungen in der Bienenzahl und -vielfalt mit dem Klima zusammenhängen“, sagte Kazenel.

Um die langfristigen Bienenüberwachungsdaten zu ergänzen, sammelten die Forscher zusätzliche Daten zur Körpergröße und Physiologie der Bienen, indem sie Körpergrößenmessungen an konservierten Bienenexemplaren durchführten, die im Rahmen der Langzeitstudie gesammelt wurden. Um physiologische Daten zu sammeln, fingen sie Bienen auf dem Feld ein und platzierten sie in einer Klimakammer, in der sie die thermische Toleranz (Hitze) und die Austrocknungstoleranz (Toleranz gegenüber trockenen Bedingungen) messen konnten.

„Anhand dieser Daten konnten wir feststellen, ob Körpergröße und Physiologie mit der Entwicklung der Bienenpopulation zusammenhängen“, erklärte Kazenel. „Ist zum Beispiel die Wahrscheinlichkeit eines Rückgangs bei großen oder kleinen Bienen größer? Ist die Wahrscheinlichkeit eines Rückgangs bei Bienenarten mit geringer Hitze- und Austrocknungstoleranz höher? Diese Daten können uns helfen zu verstehen, welche Bienenarten am stärksten vom Klimawandel bedroht sind und warum.“ .

Die Forschung fand starke Beweise dafür, dass der Klimawandel die Bienengemeinschaften im Südwesten der USA verändert.

„Das Klima war in unserer Studie ein starker Prädiktor für die Bienenpopulationsdynamik: Für 71 % der Populationen war Trockenheit oder der Grad der Dürre ein Hinweis auf die Abundanz. Einige Bienen, die in unseren Experimenten eine hohe Hitzetoleranz und Austrocknung aufwiesen, scheinen klimaresistent zu sein, die Abundanz könnte sogar zunehmen.“ Aber unsere Modelle sagen für die Zukunft einen Rückgang von 46 % der Arten und homogenere Bienengemeinschaften voraus.

Dies sei ein besorgniserregendes Ergebnis, sagte Kazenel, da die Vielfalt der Bienen vielfältige und gesunde Pflanzengemeinschaften unterstütze.

„Wir haben auch herausgefunden, dass größere Bienengemeinschaften unter trockenen Bedingungen dominieren, was in Zukunft zunehmen wird. Eine Änderung in der Größenzusammensetzung von Bienengemeinschaften könnte die Bestäubung von Pflanzen verändern, da die Größe der Bienen und der Blüte übereinstimmen müssen.“ „Damit eine wirksame Bestäubung stattfinden kann. Unsere Studie liefert daher wichtige neue Erkenntnisse darüber, wie sich der Klimawandel direkt auf Bienengemeinschaften und die von ihnen bestäubten Pflanzen auswirkt“, sagte sie.

„Unsere Arbeit zeichnet ein gemischtes Bild für die Zukunft der Bienen in New Mexico“, fasste Kazenel zusammen. „Einerseits scheinen einige Bienenarten gut an das Überleben im Angesicht des Klimawandels angepasst zu sein, was uns Anlass zur Hoffnung gibt. Andererseits prognostizieren wir einen Rückgang für fast die Hälfte der Arten, was sehr besorgniserregend ist.

„Unsere Arbeit verdeutlicht daher deutlich, wie wichtig schnelles Handeln zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Eindämmung des künftigen Klimawandels ist, um die biologische Vielfalt zu erhalten, die unseren Planeten trägt.“

Co-Autoren der Studie sind Wright und Terry Griswold, ein Forschungsentomologe an der USDA-ARS Pollinator Research Unit an der Utah State University, beide erfahrene Bienentaxonomen, die alle in der Studie gesammelten Bienen identifiziert haben. „Eine riesige Aufgabe aufgrund der großen Artenvielfalt in unserer Region“, sagte Kazenel. Wright erhielt seinen Ph.D. Er hat einen Abschluss in Biologie von der UNM und arbeitet jetzt für das Landwirtschaftsministerium des US-Bundesstaates Washington.

Zum Team gehören außerdem die UNM Distinguished Professor of Biology Jennifer Rudgers und Professor Kenneth Whitney, stellvertretender Vorsitzender der UNM-Abteilung für Biologie, der die Arbeit beaufsichtigte, sowie zahlreiche Feld- und Laborassistenten.

„Diese Forschung ist wirklich eine Teamleistung“, bemerkte Kazenel.

Kazenel und andere SEV-LTER-Forscher untersuchen weiterhin die Auswirkungen des Klimawandels auf Bienen. Sie arbeiten insbesondere daran, zu dokumentieren, welche Pflanzen von den einzelnen Bienenarten im Datensatz bestäubt werden, um detaillierter zu verstehen, wie sich Veränderungen des Bienenreichtums im Zuge des Klimawandels auf bestimmte Pflanzenarten auswirken. Sie untersuchen auch, wie sich Veränderungen in der Phänologie von Bienen und Pflanzen – dem Timing von Lebenszyklusereignissen – unter dem Klimawandel entwickeln könnten.