The effects of land use and nutritional state on the behaviour, physiology and health of honey bees
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In den letzten Jahrzehnten haben anthropogene Aktivitäten zu einem erheblichen Verlust und einer Fragmentierung von Lebensräumen geführt, was die Qualität der Nahrungsräume und die Ernährungsgrundlage zahlreicher Tierarten, einschließlich Bestäuber wie der Honigbiene (Apis mellifera), maßgeblich beeinflusst hat. Diese Dissertation konzentriert sich auf die Honigbiene als Modellorganismus eines sozialen Insekts, um zu untersuchen, wie Landnutzung, Futtermangel und Nahrungsreserven das Verhalten, die Morphologie und die Physiologie von Honigbienen beeinflussen. Das Überleben und die Gesundheit von Honigbienenvölkern hängen von ausreichenden Honigvorräten ab. Diese Vorräte sind entscheidend, um das Volk in Zeiten von Nahrungsmangel zu unterstützen, die kontinuierliche Brutaufzucht zu ermöglichen und die allgemeine Stabilität sowie Produktivität aufrechtzuerhalten. In Kapitel 1 untersuchten wir, ob die Honigreserven die Schwänzeltanz Kommunikation und die individuelle Gesundheit beeinflussen, indem wir die Honigvorräte in Beobachtungsvölkern manipulierten. Die Studie zeigte, dass die Anzahl Schwänzeltänze zunimmt, wenn Honigbienen wenig Honig haben. Darüber hinaus wiesen Völker mit wenig Honig eine erhöhte Expression des Defensin-1 Gens auf, einem wichtigen Indikator für das Überleben von Bienenvölkern im Winter. Diese Ergebnisse zeigen, dass interner Futterstress die Schwänzeltanz Kommunikation und die Gesundheit von Honigbienen beeinflusst. In Kapitel 2 wurde der Einfluss der Landschaftszusammensetzung und der Jahreszeit auf die Physiologie und Morphologie von Honigbienen untersucht. Honigbienen wurden während mehrerer Monate in landwirtschaftlichen, urbanen und gemischten Lebensräumen im Südwesten Deutschlands gesammelt. Die Studie zeigte, dass Honigbienen in städtischen und gemischten Lebensräumen im Sommer kleiner waren, stärkeren Flügelverschleiß aufwiesen, aber mehr Fett speicherten als Bienen in landwirtschaftlichen Gebieten. Mit dem Herannahen des Herbstes verringerte sich der Fettvorrat der Bienen in städtischen und gemischten Gebieten ebenfalls. Diese Ergebnisse zeigen, dass Honigbienen morphologische und physiologische Veränderungen als Reaktion auf die Landnutzung und saisonale Schwankungen durchlaufen, was ihr Sammelverhalten und ihr Überleben im Winter beeinflussen könnte. In Kapitel 3 untersuchten wir weiter, wie Honigbienen ihre Kommunikationsstrategien als Reaktion auf Veränderungen in der Landnutzung anpassen. Wir analysierten 17 Honigbienenvölker entlang eines ländlich-städtischen Gradienten im Südwesten Englands, wobei wir das Gesamtgewicht der Völker und zentrale Merkmale der Schwänzeltanz Kommunikation im Sommer und Herbst mithilfe eines neuartigen maschinellen Lernalgorithmus zur automatisierten Tanzdekodierung aufzeichneten. Wir stellten fest, dass im Herbst, wenn die Völker an Gewicht zunahmen, die Tänze 47 % mehr Nachtänzerinnen hatten als im Sommer. Außerdem beobachteten wir einen positiven Zusammenhang zwischen Gewichtszunahme und sowohl der Häufigkeit als auch der Intensität der Schwänzeltänze. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Umweltbedingungen rund um die Honigbienenvölker eine entscheidende Rolle auf das Kommunikationsverhalten und den allgemeinen Ernährungszustand des Volkes spielen. Zusammenfassend erweitert diese Dissertation unser Verständnis darüber, wie sowohl die intern als auch extern bedingten Nahrungsmittelverhältnisse entscheidend für das Verhalten, die Physiologie und damit die Gesundheit und das Überleben der Kolonie sind. Unsere Ergebnisse zeigen, dass gezielte Maßnahmen, wie die Ausweitung halbnatürlicher Lebensräume, das Anpflanzen einer Vielzahl von bestäuberfreundlichen Pflanzenarten und die Förderung ökologischer Anbaumethoden, Honigbienenvölker unterstützen können. Der Einsatz von automatisierter Tanzdekodierung und maschinellem Lernen zur Untersuchung der Sammelmuster von Honigbienen hat sich als vorteilhaft erwiesen und sollte weiter genutzt werden. Diese Werkzeuge ermöglichen die Erfassung und Analyse ökologisch relevanter Daten in größerem Maßstab und tragen zu einem besseren Verständnis der Bienengesundheit und der Nachhaltigkeit der Völker in sich verändernden Landschaften bei.