von Prof. Dr. Klaus-Dieter Jany

Gentechnisch veränderte, “transgene” Pflanzen (GV-Pflanzen) tragen Erbinformationen anderer Lebewesen (Mikroorganismen, Pflanzen oder Tiere) oder sind mit gentechnischen Methoden hergestellt, die sie mit neuen Eigenschaften ausstatten. Seit 1996 werden GV-Nutzpflanzen nicht nur in den USA in grossem Massstab angebaut, mittlerweile sind es weltweit mehr als 100 Millionen Hektar. Der Schwerpunkt des Anbaus ist bisher Nord- und Südamerika sowie Asien. In Europa wird erst ein kleiner Flächenanteil mit GV-Pflanzen bepflanzt, vor allem mit insektenresistentem Bt-Mais. In Deutschland wurden 2006 knapp 1000 Hektar Bt-Mais angebaut.

Ein entscheidender Aspekt bei der Zulassung von GV-Pflanzen, neben der gesundheitlichen Unbedenklichkeit für Tier und Mensch, ist ihre Umweltverträglichkeit. Dabei muss sichergestellt sein, dass z. B. eine Maissorte die gegen den Maiszünsler geschützt ist, möglichst wenig negative Auswirkungen auf Nicht-Ziel-Organismen hat, also auf andere Insekten und Lebewesen, die sich in Maisfeldern oder deren Umgebung aufhalten. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei aufgrund ihrer wichtigen ökologischen und wirtschaftlichen Rolle den Bienen. Sowohl US-amerikanische als auch europäische Zulassungsbehörden verlangen Unterlagen, welche die Abschätzung eines potentiellen Risikos für Bienen ermöglichen. Für insektenresistente Pflanzen bedeutet dies, dass Bienen oder ihre Larven im Labor einer hohen Konzentration des in den Pflanzen produzierten Wirkstoffes ausgesetzt werden, die weit über dem auf dem Feld zu erwartenden Mengen liegen – nur wenn sich hier kein Gefährdungspotential abzeichnet, erhalten die GV-Pflanzen eine Anbaubewilligung.
Unabhängig von den Zulassungsverfahren haben sich auch zahlreiche Forscher immer wieder mit möglichen Auswirkungen transgener Nutzpflanzen auf Bienen beschäftigt – dieses Dokument soll einen Überblick über den derzeitigen Wissensstand liefern.

Bienen und gereinigter Bt-Wirkstoff
Viele insektenresistente Nutzpflanzen tragen eine Erbanlage, welche ursprünglich aus dem Bodenbakterium Bacillus thuringiensis stammt. Dieses Gen befähigt das Bakterium oder auch die GV-Pflanze, ein Eiweiss mit insektizider Wirkung zu produzieren. So kann sich die GV-Pflanze selbst gegen Frassinsekten schützen. Es existieren verschiedene Varianten des Gens. Die unterschiedlichen Eiweisssubstanzen wirken sehr spezifisch auf ganz bestimmte Insektengruppen.

Cry3B, ist eines der Eiweisse, das eine Wirkung gegen Käfer hat. Um herauszufinden ob Cry3B darüber hinaus ungünstige Auswirkungen auf Honigbienen haben könnte, wurden Bienenkolonien mit Zuckersirup gefüttert, welchem eine hohe Konzentration von Cry3B beigefügt war – mehr als 1000- mal mehr als in den Pollen von Bt-transgenen Pflanzen zu erwarten ist. Über zwei Monate wurde die Entwicklung der Larven, das Gewicht der Puppen sowie die Gesamtzahl der Bienen in den so gefütterten Stöcken beobachtet. Hierbei zeigten sich keine toxischen Effekte auf die Bienenlarven, und auch das Gewicht der Puppen war nicht beeinträchtigt (Arpaia 1996). Hieraus wurde geschlossen, dass für transgene Nutzpflanzen mit dem Cry3B-Wirkstoff keine negativen Auswirkungen auf Bienen zu erwarten sind. Sehr ähnliche Versuche wurden auch für zahlreiche andere Bt-Wirkstoffe durchgeführt, so auch für das in den MON810-Maispflanzen produzierte Cry1Ab (Babendreier et al. 2005). In keinem Fall wurden negative Auswirkungen der Bt-Eiweisse auf die Bienengesundheit veröffentlicht (Malone et al. 1999, Malone & Pham-Delègue 2001, 2002, Keil et al. 2002, Malone 2004, O’Callaghan et al. 2005, Sanvido 2006).

Auch andere Aspekte der Bienenentwicklung wurden betrachtet. So untersuchten verschiedene Forscher mögliche Auswirkungen von Bt-Eiweissen auf die Futterdrüsen der Arbeiterinnen, in denen die eiweissreiche Nahrung für die Bienenlarven produziert wird. Weder für Cry1Ba (Malone et al. 2004) noch für Cry1Ab (Babendreier et al. 2005, 2006) konnten hier schädliche Auswirkungen des gereinigten insektiziden Wirkstoffes gefunden werden. Das Flugverhalten wurde ebenfalls durch Cry1Ba nicht beeinflusst (Malone et al. 2001). In einem Fall wurde ein möglicher Einfluss von Cry1Ab auf die Futtersuche der Bienen berichtet, allerdings wurde dieser Einzelversuch im Winter und ohne direkten Vergleich mit unbehandelten Bienen durchgeführt und seither nicht wiederholt, so dass hieraus keine klaren Aussagen abgeleitet werden konnten (Ramirez-Romero 2005). Sogar die Darmflora der Bienen, die für Ihre Gesundheit wichtig ist, wurde auf ihre Empfindlichkeit gegen Cry1Ba geprüft: auch hier war kein Effekt zu sehen (Babendreier et al. 2007). Zusammengenommen kann festgestellt werden, dass bisher keine Nachweise von möglichen Gesundheitsgefahren für Bienen durch Bt-Eiweisse, wie sie in gentechnisch veränderten Nutzpflanzen eingesetzt werden, in der wissenschaftlichen Fachliteratur beschreiben wurden.

Hummeln und gereinigter Bt-Wirkstoff
Da Hummeln ebenfalls eine wichtige ökologische Rolle spielen, wurden neben Bienen (und vielen anderen Nicht-Ziel-Organismen) auch Hummeln auf ihre Empfindlichkeit gegen Bt-Eiweiss untersucht. Wenn die Hummeln über ihr Futter gereinigtes Cry1Ac-Eiweiss aufnahmen, konnte keine Auswirkung auf ihr Fressverhalten, Gewicht, Koloniegrösse und Zahl und Geschlechterverteilung der Nachkommen beobachtet werden (Morandin & Winston 2003).

Bienen und Bt-Mais
In ihrer natürlichen Umgebung sammeln Bienen Nektar und Blütenpollen, die zur eigenen Ernährung und der Ernährung der Brut dienen. Maisfelder sind dabei, solange Alternativen vorhanden sind, wenig attraktive Futterquellen (Trachtpflanzen). In Europa wird gegenwärtig als gentechnisch veränderte Nutzpflanze nur insektenresistenter Mais mit dem Konstrukt MON810 (Protein Cry1Ab) in nennenswertem Umfang angebaut. Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass der Nektar selbst nur wenig Protein enthält, und daher praktisch frei auch von Bt-Eiweiss ist (Malone & Pham-Delègue 2001). Der Hauptweg, auf dem Bienen in Europa in Kontakt mit Bt-Eiweiss gelangen können, ist daher der Verzehr von Bt-Mais-Pollen. Wie viel davon nehmen Bienen nun tatsächlich auf? Für eine Abschätzung ist es zunächst einmal wichtig zu wissen, wie viel Maispollen Bienen allgemein fressen oder an ihre Larven verfüttern. Um dies zu untersuchen, wurden Bienenvölker in grossen Flugzelten mit Maispflanzen ohne Zugang zu anderen Futterpflanzen gehalten, und der Darminhalt der Larven anschliessend mikroskopisch untersucht. Es stellte sich heraus, dass Bienenlarven nur sehr wenig Maispollen direkt verzehren - weniger als 5% des Proteinbedarfs der Larven wurde so gedeckt (Babendreier et al. 2004, 2006). Ihre Exposition gegenüber dem in den Pollen von insektenresitentem Mais enthaltenen Bt-Wirkstoff ist daher sehr gering.

Eine direkte Verfütterung von Pollen der (in Europa noch nicht zum Anbau zugelassenen) transgenen Maissorte Bt11 (Cry1Ab) oder TC1507 (Cry1F) an Bienenlarven zeigte, dass diese Behandlung keine Auswirkungen auf die Sterblichkeit der Larven oder Puppen, oder das Puppengewicht hatte (Hanley et al. 2003). Auch der Verzehr von MON810-Maispollen (Cry1Ab) durch Bienen über 10 Tage zeigte keine Auswirkung auf ihr Überleben, oder die Entwicklung ihrer Futtersaftdrüse (Babendreier et al. 2005, 2006), oder ihre Darmflora (Babendreier et al. 2007). Ein direkter Kontakt mit Bt-Maisblüten zeigte keine ungünstigen Auswirkungen auf die Sterblichkeit der Bienen (Bailey et al. 2005).
Insgesamt scheint die direkte Aufnahme von Bt-Maispollen durch Bienen oder ihre Brut keine ungünstigen Auswirkungen zu haben, wie auch viele weitere Studien und Übersichtsartikel belegen(Keil et al. 2002, Malone 2004, Malone et al. 2004, O’Callaghan et al. 2005, Sanvido et al. 2006).

Bienen und herbizidtoleranter Raps
Gegenwärtig wird in Europa kein gentechnisch veränderter Raps kommerziell angebaut. In den USA und in Kanada dagegen ist der Einsatz verbreitet, dort wachsen etwa 4,8 Millionen Hektar herbizidtoleranter (HT)-Raps. Diese Pflanzen sind unempfindlich gegen bestimmte Breitband-Herbizide, und ermöglichen so den Landwirten eine effizientere Unkrautkontrolle mit geringerem Arbeitsaufwand. Da Nektar und Pollen von Raps ein wichtiges Bienenfutter sind, wurden auch mögliche Auswirkungen dieser Pflanzen auf Bienen untersucht.

In Nektar und Pollen verschiedener gentechnisch veränderter Rapspflanzen konnte das kodierte Eiweiss nicht nachgewiesen werden (Pham-Delègue et al. 2002), im Allgemeinen ist die Wahrscheinlichkeit dass Bienen diese Substanzen aufnehmen wohl eher gering. In Feldversuchen in Kanada wurden Bienenstöcke in der Nähe grosser Felder mit transgenem oder konventionellem Raps aufgestellt. Es zeigte sich, dass die Bienen gleichviel Pollen beider Sorten sammelten. Es konnte kein Einfluss auf das Überleben der Larven oder das Puppengewicht festgestellt werden. Auch die Anzahl der Bienen, die nach einem Sammelflug in den Stock zurückkehrten, unterschied sich nicht (Huang et al. 2004). Verhaltensstudien zeigten, dass Bienen in Feldversuchen nicht zwischen transgenem und konventionellem Raps unterscheiden, und beide Sorten gleich gerne anfliegen (Pierre et al. 2003).

Da herbizidtolerante Rapspflanzen eine spätere aber wirksamere Unkrautbekämpfung ermöglichen, finden sich in Feldern mit transgenem HT-Raps und üppigem Hybridwuchs zu Ende der Saison in der Regel weniger blühende Unkräuter. Diese Felder sind daher für auf derartige Pflanzen spezialisierte Bienen weniger attraktiv als konventionelle oder Bio-Raps-Felder, auf denen auch bei den Unkräutern eine höhere Artenvielfalt herrscht (Haughton et al. 2003, Bohan et al. 2005, Morandin & Winston 2005). Allerdings ist die Attraktivität eines Rapsfeldes für Bienen im Sommer nach Ende der Blütezeit generell gering. Es ist unwahrscheinlich, dass die beobachteten Unterschiede zwischen Feldern mit herbizidtoleranten GV-Raps und herkömmlichen Pflanzen eine Auswirkung auf die Gesamtpopulation der Bienen haben, da diese sich ihre Futterquelle innerhalb eines grösseren Bereiches auswählen können. So zeigten sich bereits am Feldrand nur noch geringe Unterschiede in der Bienen- und Hummelzahl (Roy et al. 2003).

Bienen und andere transgene Pflanzen
Auch verschiedene andere, in Europa im Moment nicht kommerziell angebaute gentechnisch veränderte Pflanzen wurden auf mögliche Auswirkungen auf Bienen untersucht. Bei herbizidtoleranten Zuckerrüben wurden bei grossen Feldversuchen in England ähnliche Beobachtungen wie mit HT-Raps gemacht: aufgrund geringerer Zahl von Unkräutern waren tendenziell weniger Bienen und Hummeln auf diesen Feldern zu finden. Gerade andersherum verhielt es sich bei HT-Mais, hier fanden sich etwas mehr Bienen und Hummeln, da in diesen Feldern eine gezielte Unkrautkontrolle zu Beginn der Wachstumsperiode eine grössere Artenvielfalt im Lauf des Sommers ermöglichte (Haughton et al. 2003). Die beobachteten Effekte auf die Anzahl der Bienen waren bereits an den Feldrändern dann kaum noch zu beobachten (Roy et al. 2003).

In der Literatur finden sich Untersuchungen auch zu anderen Pflanzen, wie z. B. insektenresitenter Bt-Baumwolle. Negative Einflüsse zugelassener transgener Pflanzen auf Bienen wurden auch hier nicht beschrieben (Liu et al. 2005, Velkov et al. 2005).

Transgene Pflanzen und Bienensterben
Im Frühjahr 2007 wurde aus den USA über ein neuartiges Bienensterben berichtet – zahlreiche Völker verliessen ihre Stöcke und verschwanden spurlos. Auch aus verschiedenen europäischen Ländern wie Deutschland und der Schweiz wurden ähnliche Beobachtungen gemeldet. Dieses in den USA als “Colony Collapse Disorder” CCD bekannte Phänomen wurde in populären Medien auch als “Bienen-AIDS” bezeichnet. Die Ursachen sind noch weitgehend unklar, obwohl intensiv an einer Aufklärung gearbeitet wird.

Da in den USA mittlerweile 40% der Maisfelder mit insektenresistenten, gentechnisch veränderten Bt-Sorten bestellt werden, wurde vereinzelt auch vermutet dass ein Zusammenhang zwischen dem Anbau von Gentech-Pflanzen und dem Bienensterben bestehen könnte. Als Hinweis hierfür wurde auch eine Beobachtung an der Universität Jena im Rahmen eines Sicherheits-Forschungsprogrammes mit transgenem Bt-Mais herangezogen. Bei gesunden Bienen wurden hier weder Hinweise auf akute noch auf chronische toxische Wirkungen des Bt-Mais gefunden. Bei einem Versuch wurden die Bienen jedoch von Parasiten (Mikrosporidien) befallen und so stark gesundheitlich beeinträchtigt, dass der Versuch schliesslich abgebrochen werden musste. Bei diesen bereits erkrankten Bienen schien der Verzehr von Bt-Mais-Pollen den Gesundheitszustand weiter zu verschlechtern. Allerdings konnte diese Einzelbeobachtung in den weiteren Versuchen nie wiederholt oder belegt werden. Aufgrund der fehlenden Reproduzierbarkeit wurde dieses Resultat auch nie in einer Fachzeitschrift veröffentlicht, es steht allerdings auf dem Internet zur Verfügung (”Auswirkungen von Bt-Maispollen auf die Honigbiene”, http://www.biosicherheit.de/de/sicherheitsforschung/68.doku.html ).

Gegen einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen dem Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen und dem Bienensterben sprechen jedoch zahlreiche Punkte. Bereits in der Vergangenheit, bevor GV-Pflanzen überhaupt landwirtschaftlich genutzt wurden, wurden immer wieder Bienensterben beobachtet. Heutzutage fehlt eine geographische Übereinstimmung zwischen den Anbaugebieten von GV- Pflanzen und den von dem Bienensterben betroffenen Regionen. So wird CCD in den USA aus vielen Bundesstaaten gemeldet, in denen kaum Gentech-Pflanzen wachsen, aus manchen Hochburgen der Biotech-Landwirtschaft dagegen liegen keine Berichte hierüber vor. In Europa wird das Bienensterben zudem in Gebieten beobachtet, in denen gar keine GVO-Pflanzen angebaut werden, so z. B. in der Schweiz. Als auslösender Faktor für das Bienensterben CCD kommen gentechnisch veränderte Nutzpflanzen daher nicht in Frage, in Expertenkreisen werden vielmehr Belastung durch Chemikalien, Krankheitserreger oder andere Stressfaktoren oder eine mangelnde genetische Vielfalt der Bienenvölker diskutiert.

Gentransfer im Darm der Honigbiene
Im Jahr 2000 berichteten verschiedene Medien über Resultate einer Arbeitsgruppe aus Jena, die einen Hinweis auf einen möglichen Gentransfer von gentechnisch verändertem, herbizidtolerantem Raps auf Bakterien im Darm der Honigbiene gaben. Es wurde vermutet, dass die Mikroorganismen der Darmflora ein Gen der Rapspflanze aufgenommen hatten, und so selber resistent gegen das Herbizid geworden waren. Bei der Überprüfung dieser Resultate durch externe wissenschaftliche Gutachter konnten jedoch nicht alle offenen Fragen zu den Experimenten ausgeräumt werden, so dass diese Resultate bisher noch nicht in einer Fachzeitschrift veröffentlicht wurden.

Um diesem Hinweis nachzugehen, untersuchten Wissenschaftler, in welchem Umfang transgene Rapspollen von Honigbienen, Mauerbienen (einer Wildbienenart) und Hummeln gesammelt wird. Es zeigte sich, dass alle drei Arten durchaus Pollen von transgenen Rapspflanzen sammeln und verzehren; ein direkter Kontakt mit der Darmflora der Bienen ist also gegeben (Sick et al. 2004). 40 % dieser Mikroorganismen stellten sich.in der Tat als unempfindlich gegen das Herbizid heraus. Eine genauere molekularbiologische Untersuchung zeigte jedoch, dass keines dieser untersuchten Mikroorganismen das Transgen aus dem Raps aufgenommen hatte, sondern dass es sich um bereits natürlich vorhandene Resistenzen handelte (Mohr et al. 2007).

Zusammenfassung
Bisher existieren in der wissenschaftlichen Fachliteratur keine Hinweise auf mögliche direkte oder indirekte Schädigungen von Bienen durch gegenwärtig zugelassene gentechnisch veränderte Pflanzen. Dies ist das Resultat zahlreicher Labor- und Feldversuche, bei denen eine unter natürlichen Bedingungen mögliche Exposition gegenüber den GVO-Pflanzen bzw. ihren Produkten zum Teil stark übertrieben wurde. Veränderte Anbaumethoden, wie sie z. B. mit herbizidtoleranten Pflanzen möglich sind, können saisonal die Zusammensetzung der Unkrautarten innerhalb der Felder beeinflussen – dies ist allerdings auch bei konventionellen Anbaumethoden der Fall und keine direkte Folge der gentechnischen Veränderung. Bei mobilen Insekten wie den Bienen, die einen grossen Lebensraum haben, sind hiervon keine negativen Auswirkungen zu erwarten.

Den vollständigen Beitrag mit Literaturverzeichnis als pdf finden Sie hier

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Dieser Beitrag wurde am Freitag, den 11. Mai 2007 veröffentlicht.
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