Untersuchungen zum Einfluss ausgewählter Varroazide auf die Honigbiene Apis mellifera und den Erreger der Nosemose

Abstract

Diese Arbeit untersucht den Einfluss der Varroaziden Wirkstoffe Oxalsäuredihydrat und Hopfenbetasäuren auf die Honigbiene Apis mellifera sowie den Erregern der Nosemose, Nosema apis und Nosema ceranae. Der Erhalt der Honigbiene ist von enormer ökologischer und ökonomischer Bedeutung, dabei ist heute eine Behandlung der Bienenvölker von A. mellifera mit Medikamenten alternativlos. Der Befall der Völker mit der parasitischen Milbe Varroa destructor führt ohne Medikation innerhalb kürzester Zeit zum Zusammenbruch. Die Varroazide Oxalsäure und Betasäuren sind hochwirksam in der Behandlung der Varroose. Zum einen sind die Effekte auf die einzelne Honigbiene (pH-Werte der Darmabschnitte und Hämolymphe) in niedrigen subletalen Dosen bisher unzureichend untersucht, zum anderen besteht die Vermutung, dass der Einsatz organischer Säuren das Auftreten der Nosemose reduziert. Die Verträglichkeit von Oxalsäure an der Einzelbiene wurde für die dermale und orale Behandlung dargestellt. Eine aufsteigende Dosisreihe wurde für die dermale (175µg, 212,5µg, 250µg, 375µg und 500µg/Biene) und orale (10µg, 50µg, 75µg, 80µg und 100µg/Biene) Applikation geprüft. Für den Wirkstoff Betasäuren wurde ebenfalls eine Untersuchung mit aufsteigender Dosisreihe zur Einstufung der Toxizität nach dermaler (6µg, 12,5µg, 25µg, 37,5µg und 50µg/Biene) und oraler (50µg, 75µg und 100µg/Biene) Applikation durchgeführt. In Intervallen von 24, 48 und 72 Stunden nach der Behandlung wurde für beide Wirkstoffe die Bienenmortalität dokumentiert. Eine dermale Applikation von Oxalsäure wurde von den Bienen bis zu einer Dosis von 212,5µg gut vertragen. Im weiteren Verlauf kommt es zu einem Anstieg des Bienentotenfalls, der in den höchsten Dosierungen 25% übersteigt. Die orale Applikation wurde weniger gut vertragen, es kommt zu einem dosisabhängigen Bienentotenfall, der bei 100µg/Biene 55% erreicht. Betasäuren erreichten in einer Dosis von bis zu 50µg/Biene nach dermaler Applikation sehr gute Verträglichkeit. Die orale Verabreichung führte in allen getesteten Dosen zu erhöhtem Bienentotenfall. Bienen wurden im Labor gehalten und individuell oral und dermal mit subletalen Dosen der Wirkstoffe Oxalsäure und Betasäuren behandelt. In Intervallen von 24 Stunden erfolgte die Messung der pH-Werte für die Abschnitte des Verdauungssystems (Honigblase, Mitteldarm, Enddarm) und der Hämolymphe. Zur Bestimmung des natürlichen pH-Wertes wurden die einzelnen Teile direkt nach der Entnahme von Bienen aus dem Volk gemessen. Aus diesen Werten ergab sich ein physiologischer Standard pH-Wert. Für die einzelnen Abschnitte des Verdauungssystems und der Hämolymphe der Honigbiene A. mellifera wurden die physiologischen pH-Werte als Standard ermittelt: Honigblase pH 5,21; Mitteldarm pH 6,55; Enddarm pH 5,04; Hämolymphe pH 6,72. Die Behandlung von Einzelbienen mit Oxalsäure führte im Zeitverlauf zu verringerten pH-Werten des Inhalts der Honigblase, des Mitteldarms (signifikant nach 48 und 72 Stunden), des Enddarms (signifikant nach 48 und 72 Stunden) sowie der Hämolymphe (signifikant nach 24 und 72 Stunden). Die Behandlung von Einzelbienen mit Betasäuren führte im Zeitverlauf zu erhöhten pH-Werten des Inhalts der Honigblase (signifikant nach 48 Stunden), des Mitteldarms (signifikant nach 24 Stunden), des Enddarms (signifikant nach 24 Stunden) und signifikant veränderten pH-Werten der Hämolymphe (nach 24 und 72 Stunden). Die Entwicklung des Befalls von Einzelbienen mit den Erregern der Nosemose (Nosema spp.) wurde unter der individuellen Applikation mit Oxalsäure bzw. Betasäuren über einen Zeitraum von 35 Tagen im Labor betrachtet. Im Feldversuch erfolgte an Ablegern eine Infektion mit Nosema und verzögerter Behandlung mit den Präparaten Oxuvar® (Wirkstoff: Oxalsäure) und HopGuard® (Wirkstoff: Betasäuren). Über einen Zeitraum von 25 Tagen wurde der Befallsgrad anhand der Sporenmenge in Bienenproben ermittelt. Die Applikation von Oxalsäure und Betasäuren an Nosema erkrankten Bienen führte zu einer Reduktion der Sporenbelastung am 8. Tag nach der Behandlung in beiden Testgruppen im Vergleich zur unbehandelten Kontrollgruppe. In einem Volk wurde nach der Behandlung mit HopGuard® eine vorübergehende Hemmung des Nosema Wachstums erreicht. Die Behandlung von Einzelbienen mit Oxalsäure und Betasäuren führt zu Veränderungen des pH-Wertes der Abschnitte des Verdauungssystems und der Hämolymphe. Die Verschiebungen des pH-Wertes zu höherer Azidität nach Oxalsäureapplikation wurden bestätigt. Es kann dabei zu einer Übersäuerung der Darmabschnitte und Schädigungen der Gewebe kommen. Weiterhin erscheint es möglich, die Vermehrung der Mikrosporidien Nosema spp. zu reduzieren. Diese Wachstumseinschränkung kann zwar eine Ausbreitung im Bienenvolk nicht verhindern, sie würde es dem Imker bei frühzeitigem Erkennen aber ermöglichen, entsprechende Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

This study examines the effects of the varroacidal active ingredients oxalic acid dihydrate and hop beta acids on the honeybee Apis mellifera and the pathogens causing Nosemosis, Nosema apis and Nosema ceranae. The conservation of the honeybee has exceptional ecological and economic importance and the treatment of honeybee colonies with veterinary medicines is essential. Colony infestation with the parasitic mite Varroa destructor causes colony collapse within 2 -3 years unless the colonies are treated regularly. The varroacides oxalic acid and beta acids are highly effective but the effect on the individual honeybee (e.g. pH-value of parts of the intestine and hemolymph) in low sublethal doses has not been studied sufficiently. There is also the assumption that the use of organic acids to combat Varroosis will reduce the prevailance of Nosemosis in honeybee colonies. The tolerance of oxalic acid is described for the dermal and oral application on individually treated honeybees. A dose-response was tested for the following doses: 175µg, 212,5µg, 250µg, 375µg and 500µg/bee after dermal application; 10µg, 50µg, 75µg, 80µg and 100µg/bee after oral application. Beta acid were also tested in a dose- depended study: 6µg, 12,5µg, 25µg, 37,5µg and 50µg/bee after dermal application; 50µg, 75µg and 100µg/bee after oral application. The bee mortality was monitored in intervals of 24, 48 and 72 hours. The dermal application of oxalic acid was well tolerated in a dose up to 212,5µg/bee. Increased bee mortality was documented exceeding 25% in the highest doses. The oral application was not very well tolerated. It resulted in a dose-dependent mortality with a peak at 55% when applying 100µg oxalic acid/bee. Beta acids showed low bee toxicity in doses up to 50µg/bee after dermal application. The oral application of beta acids caused increased bee mortality in all tested dosages. Honeybees kept in the laboratory were treated individually (oral and dermal) with sublethal doses of oxalic acid and beta acids. The pH-value measurement of the intestinal parts (crop, ventriculus, rectum) and hemolymph was conducted in 24 hour intervals. To define the physiological pH-value (“standard”) of the organs, honeybees were analysed subsequently to the sampling of the colony. The physiological pH-values of the honeybee intestinal parts and hemolymph were derived as a standard: crop pH 5.21, ventriculus pH 6.55, rectum pH 5.04, hemolymph pH 6.72. The treatment with oxalic acid resulted in reduced pH-values of the contents of the crop, the ventriculus (significantly at 48 and 72 hours), the rectum (significantly at 48 and 72 hours) and the hemolymph (significantly at 24 and 72 hours). The treatment with beta acids resulted in increased pH-values of the contents of the crop (significantly at 48 hours), the ventriculus (significantly at 24 hours), the rectum (significantly at 24 hours) and significantly changed pH-values of the hemolymph (at 24 and 72 hours). The infection level of honeybees with Nosema spp. was observed in the laboratory for 35 days after the treatment with oxalic acid and beta acids. In a field experiment nucleus colonies were infected with Nosema spores and treated with the products Oxuvar® (active ingredient: oxalic acid) and HopGuard® (active ingredient: beta acids). The infection level was observed for 25 days by means of individual bee sampling. The application of oxalic acid and beta acids to Nosema diseased bees resulted in a reduced count 8 days post treatment in both test groups compared to the untreated control group. One colony treated with HopGuard® indicated a temporary inhibition of Nosema infection. The individual treatment of honeybees with oxalic acid and beta acids changed the pH-value of the intestinal parts and the hemolymph. The shift towards stronger acidity after oxalic acid treatment confirms that damage to the epithelial tissue and organs is caused by hyperacidity. There is evidence that the growth of the microsporidia Nosema spp. is inhibited; while not preventing the Nosema dispersal in the colony completely it would allow the beekeeper to introduce appropriate remedial measures.