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Entschlüsselung des metabolischen Zusammenspiels zwischen der Darmmikrobiota der Honigbiene und einer umfassenden Pestizidbibliothek

Bienen sind wichtige Bestäuber in der Landwirtschaft und in natürlichen Ökosystemen, deren Bestände stark rückläufig sind. Neben der Verkleinerung des Lebensraums und Krankheitserregern sind Pestizide einer der wichtigsten Stressfaktoren für die Bienengesundheit. Während das Bienensterben im Zusammenhang mit akuter Pestizidexposition gut untersucht ist, wurde inzwischen nachgewiesen, dass eine chronische, subletale Pestizidexposition die Immunkompetenz, die Resistenz gegen Krankheitserreger und das Futtersuchverhalten beeinträchtigt. Dieselben Eigenschaften werden durch das Darmmikrobiota sozialer Bienen moduliert. Daher ist das Verständnis des Zusammenspiels zwischen Pestiziden, Bienen und ihrem Mikrobiota von entscheidender Bedeutung, um die Auswirkungen einer chronischen, subletalen Pestizidexposition abschätzen zu können. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass das Darmmikrobiota von Honigbienen sowohl durch bestimmte Pestizide gestört wird als auch Pestizide biochemisch verändert kann. Wir schlagen ein innovatives Forschungsvorhaben vor um die Wechselwirkungen zwischen Pestiziden, der Darmmikrobiota und der Bienengesundheit zu erforschen. Unsere Hypothese ist, dass das Darmmikrobiota von Bienen mit vielen Pestiziden interagieren kann. Ein erheblicher Teil der Pestizide verursacht eine Dysbiose, während die Mikroben Pestizide auch verstoffwechseln können. Diese Wechselwirkungen prägen die Gesundheit der Bienen und erzeugen einen langfristigen evolutionären Druck in Richtung Resistenz gegen Pestizide, was möglicherweise zu Kreuzresistenz oder Kreuzsensibilisierung gegenüber anderen Xenobiotika führen kann. In drei komplementären Arbeitspaketen werden wir i) die Wechselwirkungen zwischen 1054 Pestiziden, Antibiotika und anderen Xenobiotika und der Bienenmikrobiota systematisch untersuchen, ii) ermitteln, wie sich diese Interaktionen auf die Bienengesundheit auswirken, und iii) testen, ob eine langfristige Pestizidexposition zu einer Kreuzresistenz mit anderen Pestiziden und Antibiotika führen kann. Die einzigartigen und komplementären Fähigkeiten der Engel und der Zimmermann Arbeitsgruppe ermöglichen es uns, in vitro Screens mit einer Vielzahl von Bakterien und Pestiziden zu entwickeln, sowie unsere Ergebnisse mittels in vivo Experimenten zu validieren. Dies ist dank etablierter Protokolle, Robotics, Hochdurchsatz-Massenspektrometrie, einer etablierten Imkerei und einem Bienenlabor, sowie umfangreiche Sammlungen mit Bienendarmisolaten und Pestizidstandards möglich. Unsere Ergebnisse haben das Potenzial, i) das Verständnis der durch die Mikrobiota vermittelten Auswirkungen von Pestiziden auf die Bienengesundheit zu verbessern, ii) neue Mechanismen der Pestizidresistenz und Biotransformation zu identifizieren, iii) das Ausmaß der entwickelten Kreuzresistenz infolge der Exposition gegenüber xenobiotischen Verbindungen zu verstehen und iv) neue Regulierungen zur Verwendung von Pestiziden zu unterstützen.

ERA-Net SUSAN: Neue Indikatoren und Maßnahmen der imkerlichen Praxis zur Verbesserung der Bienengesundheit in Europa im Zeitalter von Aethina tumida (BPRACTICES)

Verluste von Bienenvölkern sind in Europa eng mit dem Auftreten von Bienenkrankheiten in den verschiedenen Mitgliedsstaaten verknüpft. Die Ausbreitung des eingeschleppten Bienenstockparasiten Aethina tumida (Kleiner Bienenstockkäfer - SHB) aus Italien wird die Bienenverluste noch verstärken. Dadurch werden die Bestäubungssicherheit, die durch Bienen geförderte Biodiversität in der Umwelt und der Bienenwirtschaftssektor beeinträchtigt. Ziele des Projektes sind die Entwicklung neuer Methoden zur Völkerführung (Gute imkerliche Praxis - GBP (Good Beekeeping Practices)), die Einführung und Annahme neuer klinischer Methoden, biomechanischer und innovativer molekularbiologischer Techniken unter Berücksichtigung der natürlichen Verhaltensweisen der Bienen. BPRACTICES hat einen innovativen Ansatz zur Diagnose und Vorbeugung der wichtigsten Bienenkrankheiten (Varroa destructor und damit verbundener Viren, Amerikanische und Europäische Faulbrut, Nosema spp., Aethina tumida) unter Einbeziehung der Identifikation und Validierung geeigneter Maßnahmen der guten imkerlichen Praxis. Dieser umfasst die Anwendung neuer und revolutionärer diagnostischer Techniken, wie zum Beispiel Biosensoren aus Honig und PCR Analysen aus Gemülleproben, die dazu beitragen, die Bienengesundheit zu erhalten und die Anwendung chemischer Behandlungen zu reduzieren. Dadurch wird die Qualität und Sicherheit der Bienenprodukte erhalten. Dieses nachhaltige Produktionssystem, das die natürlichen Verhaltensweisen der Bienen zur Krankheitsabwehr stärkt, wird an die Verbraucher mit Hilfe neuer Informationstechnologien (QRCode/RFID system) kommuniziert. Diese erhalten dadurch genaue Informationen über den gesamten Gewinnungsprozess der Produkte. Diese Ziele werden mit Hilfe einer fachübergreifenden Strategie durch die Kombination aus wissenschaftlicher Forschung, praktischer Sachkenntnis bei der Validierung der Methoden und in der Lebensmittelüberwachung, sowie durch betriebswirtschaftliche, gesellschaftliche und marktorientierte Auswertungen, erreicht. Dieser breite Zugang wird durch die Einbindung unterschiedlicher Akteure in den einzelnen Arbeitspaketen (WPs) ermöglicht. Diese bestehen aus Experten unterschiedlicher Fachgebiete mit verschiedenen Arbeitsschwerpunkten, aber auch aus Imkervertretern, die über die Apimondia ihr praktisches und wertvolles Wissen einbringen. Die Steigerung der Produktivität, Ausfallssicherheit und Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Produktion im Tiersektor (Research Area 1) wird durch die Verbesserung in der Völkerführung mit dem Ziel, die Verbreitung der wichtigsten Bienenkrankheiten in der EU zu beschränken, erreicht. Dies wird die Quantität, Qualität und Sicherheit der Bienenprodukte in der EU erhöhen und die wirtschaftlichen Verluste durch Krankheiten und durch suboptimale Völkerführung reduzieren. Es wird ein länderspezifischer Zugang im Hinblick auf die Bienenkrankheiten gewählt, um künftige Bedrohungen der Bienenzucht in EU abzuwenden. (Text gekürzt)

Die funktionale Komplementarität zwischen nachtaktiven und tagaktiven Bestäubern entlang eines Landnutzungsgradienten in Biodiversitäts-Hotspots der Taita Hills in Kenia

Bestäubung ist ein essenzieller regulatorischer Ökosystemdienst, der bei Kulturpflanzen vor allem von Insekten erbracht wird und der bei 75% aller global von Menschen genutzten Kulturpflanzen erforderlich ist. In den vergangenen Jahren lag der Fokus vieler Studien auf Bienen und anderen tagaktiven Bestäubern aufgrund der drastischen globalen Rückgänge. Die nachtaktiven Gruppen, wie Macrolepidoptera, haben trotz ihrer potenziellen Rolle bei der Ergänzung der tagaktiven Blütenbesucher und deren Bestäuberleistungen nicht viel Aufmerksamkeit erhalten. Diese Studie wird die Komplexität der Pollentransportnetze und der Bestäubung von Kaffee (Coffea arabica: Rubiaceae) und Papaya (Carica papaya: Caricaceae) durch nächtliche Macrolepidoptera und tagaktiven Bestäubern entlang eines Gradienten der Landnutzungsintensivierung in Taita Hills Biodiversitäts-Hotspots, Kenia, von Februar 2023 bis Januar 2026 untersuchen. Gemeinschaften von nachtaktiven Macrolepidoptera werden mit Lichtfallen und zeitgefristeten visuellen Zählungen erfasst, während Pollen mit DNA-Metabarcoding-Techniken untersucht werden, um Pflanzen-Pollinator-Netzwerke zu erstellen. Tagaktive Blütenbesucher werden anhand von Pfannenfallen und zeitabhängigen visuellen Zählungen auf Kulturpflanzen beprobt, um Vergleiche zwischen tag- und nachtabhängigen Pflanzen-Bestäuer-Netzwerken zu ermöglichen. Die Studie wird die entscheidende Rolle von nachtaktiven Macrolepidoptera beim Pollentransport und ihren wirtschaftlichen Beitrag zur Kulturpflanzenproduktion ermitteln.

Bestäuber im Fokus

Neben Honigbienen sind auch Wildbienen wichtige Bestäuber unserer Kultur- und Wildpflanzen. 590 Wildbienenarten gibt es in Deutschland. Etwa die Hälfte davon kommt in Berlin vor. Wildbienen sind dabei eine Artengruppe, von deren Förderung auch andere Arten profitieren. Fachleute nennen das eine „Schirmartengruppe“. Um den starken Rückgang an Bienen und anderen Insekten aufzuhalten, hat der Senat 2018 eine Strategie zum Schutz und zur Förderung von Bienen und anderen Bestäubern in Berlin auf den Weg gebracht. Bekanntestes Projekt dieser Strategie ist die Aktion „Mehr Bienen für Berlin – Berlin blüht auf“. Mehr Infos zu Insekten & Co Die Senatsumweltverwaltung fördert die Aktion „Mehr Bienen für Berlin – Berlin blüht auf“ der Deutschen Wildtier Stiftung. Sie soll fünf Jahre laufen: von 2018 bis 2022. Gemeinsam mit allen 12 Bezirken werden an 50 Stellen in der Stadt artenreiche Blumenwiesen angelegt, Wildstauden gefördert und Nisthabitate für bestäubende Insekten geschaffen. Was an jedem Ort genau gemacht wird, hängt von der Nutzung und der vorhandenen Vegetation ab. Im Spreebogenpark gegenüber vom Hauptbahnhof etwa sind eine größere Wildblumenwiese und ein Wildbienenlehrpfad mit Stauden, Trockenmauer, Sandflächen und Wildbienenhotels als Nisthilfe entstanden. Mittlerweile lassen sich dort schon 35 Arten von Wildbienen nachweisen. Auch an der Rummelsburger Bucht in Lichtenberg wurden bienenfreundliche Pflanzen gesät, Insektenhotels installiert und Schilder aufgestellt, die die Berlinerinnen und Berliner informieren. In etlichen Bezirken haben die Verantwortlichen Mittelstreifen von Straßen mit speziellen Saatgutmischungen umgestaltet. Jetzt finden dort unterschiedlichste Bestäuber fast das ganze Jahr hindurch Blüten. Die praktische Erfahrung mit den Pilotflächen und ein umfangreiches Informations- und Fortbildungsprogramm zeigen, wie sich Berlins Grünflächen mit vertretbarem Aufwand insektenfreundlicher pflegen lassen. Entsprechende Ziele werden auch in das Handbuch Gute Pflege aufgenommen. Projektseite „Mehr Bienen für Berlin“ Handbuch Gute Pflege Können Honigbienen und Wildbienen gut nebeneinander existieren? Oder konkurrieren Sie eher um Ressourcen? Mit dieser Frage hat sich eine Forschungsgruppe der Technischen Universität Berlin im Auftrag der Senatsverwaltung befasst. Die Fachleute machten Versuche mit unterschiedlichen Nahrungspflanzen und beobachteten die Bienen auf den Blüten. Sie stellten fest: Wild- und Honigbienen können sich ihren Lebensraum problemlos teilen, solange es genug Nahrung für beide gibt. Weiteres Ergebnis des Projekts sind Pflanzlisten für krautige Pflanzen, Stauden und Gehölze, die sich im Berliner Raum als Futterpflanzen für Wildbienen eignen. Hymenoptera heißt Hautflügler. So nennen Fachleute eine Gruppe von Insektenarten, zu denen auch Wildbienen, Hummeln, Wespen und Hornissen gehören. Die Senatsverwaltung fördert den Hymenopterendienst des NABU Berlin, seit dieser 2003 eingerichtet wurde. Der Hymenopterendienst wird zum Beispiel bei Baumaßnahmen aktiv oder, wenn es zu Konflikten mit Hornissen oder Wespen kommt. Das Netzwerk berät Bürgerinnen und Bürger im Umgang mit den Tieren, hilft sie umzusiedeln, wo das unumgänglich ist, und sichert so ihr Fortbestehen. NABU Berlin – Hymenopterendienst Publikationen Umsetzungsinitiativen

Auswirkung von Mobilfunkstrahlung auf die Bienen

Ich mache mir sorgen um die Bienen und deren Fortbestehen. Auch wenn in Naturschutz Gebieten nie der Einsatz von Pestiziden erfolgt sein sollte, so sind auch dort die Populationen von Insekten und vor allem der Bienen deutlich zurück gegangen. Aber dort stehen zu Hauf Mobilfunkmasten. Haben Sie Informationen von Wirkungsweisen von Mobilfunk auf Bienen? Gibt es dazu Studien? Wenn bewiesen werden kann, das Mobilfunk, so wie die Dauerbestrahlung heute statfindet und im Zuge des 5G Rollout stattfinden soll, den Rückgang der Bienen beschleunigt, gibt es dann eine Handlungspflich von Seiten der Regierung?

Verstehen und Antizipieren der Mechanismen des Bienensterbens von Bienenvölkern mit verbundenen Bienenstöcken

Eine neue Applikationsmethode für Ameisensäure zur nachhaltigen Bekämpfung der Varroamilbe (Varroa destructor) in Bienenvölkern

BienABest - Standardisierte Erfassung von Wildbienen

Mehr als die Hälfte der 561 Wildbienenarten stehen in Deutschland bereits auf der Roten Liste. Das Projekt „BienABest“ soll helfen, dem Bienensterben Einhalt zu gebieten und die Bestäubungsleistung nachhaltig zu sichern.

IBÖ-07: VarroBeeat - Eine nicht-invasive Echtzeit-Diagnose der Varroose für die Praxis auf Basis einer elektrochemischen Analyse

Bee Observer: Risiken und Gefahren für Honigbienen erkennen und reduzieren

Gemeinsam mit Imker*innen werden deutschlandweit Bienenstöcke mit Sensortechnik ausgestattet und Daten über den Zustand im Innenraum aufgezeichnet. Die Messwerte werden über kognitiv motivierte Algorithmen mit weiteren Datenquellen fusioniert (Wetter, Standort, epidemiologischer Verlauf im Umfeld). Durch die Sensorfusion werden Informationen sichtbar gemacht, die in den einzelnen Datenkanälen verborgen bleiben würden. Bei großflächigem Einsatz der Sensorbeuten entsteht eine umfassende Datenbasis, die Forschung zu den Ursachen, der Verbreitung und den Verläufen von Krankheiten ermöglicht. Die Auswertung der Daten mit Methoden des Data Mining verspricht die Aufdeckung neuer Zusammenhänge, aus denen Strategien zur Prävention und Bekämpfung von Bienenkrankheiten abgeleitet werden können, um potentiell einen wertvollen Beitrag zur Bekämpfung des Bienensterbens zu leisten. Daneben ist es unser Ziel, eine App zu entwickeln, die die Daten anschaulich aufbereitet und die Informationen aus dem Bienenstock den Imker*innen direkt zur Verfügung stellt.

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