dc.contributor.author
Tison, Léa
dc.date.accessioned
2018-06-07T21:43:14Z
dc.date.available
2017-11-06T11:05:28.298Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/8313
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-12512
dc.description.abstract
The decline of pollinators worldwide is of growing concern because of the
essential role they have in our ecosystem, agriculture and economy. Both
biotic and abiotic factors have been implicated as possible contributors to
their decline; however, the potential role(s) of commonly-used neonicotinoid
insecticides has emerged as particularly concerning in the last decade. I
chose to focus my research on two substances: thiacloprid, a widely used
cyano-substituted neonicotinoid thought to be less toxic to honey bees and of
which use has increased in the last years, and clothianidin, a nitro-
substituted neonicotinoid mostly applied as seed-treatment and currently
subject to a moratorium in the EU. Honey bees (Apis mellifera carnica) were
chronically exposed to field-realistic concentrations of thiacloprid or
clothianidin in the field for several weeks. Foraging behavior, homing
success, navigation performance, and social communication were impaired by
thiacloprid and residue levels increased both in the foragers and the nest
mates over time. Exposure to clothianidin also impaired the foraging span,
foraging behavior and recruitment abilities of honey bees in the field but the
homing success was not impaired. For both substances, we showed that the
effects observed in the field were not due to a repellent taste. Furthermore,
we applied a laboratory standard procedure, the Proboscis Extension Response
(PER) conditioning, in order to assess which processes, acquisition, memory
consolidation and/or memory retrieval were compromised after bees were fed
either with clothianidin, thiacloprid or the formulation of thiacloprid named
Calypso® at 3 different sublethal doses. Extinction and generalization tests
were performed to determine whether bees respond to a learned stimulus, and
how selectively. We showed that thiacloprid, as active substance and as
formulation, poses a substantial risk to honey bees by disrupting learning and
memory functions. The consolidation and the retrieval of memory was also
impaired in the case of bees exposed acutely to sublethal doses of
clothianidin. Using both field and laboratory studies, we could show that
commonly used neonicotinoids are strong candidates for the observed decline in
efficiency of pollinators´ populations. Evidence that sublethal doses of
thiacloprid, its formulation Calypso® and clothianidin are having such
negative effects on honey bees at field-realistic concentrations raises
important and challenging questions for agricultural management.
de
dc.description.abstract
Der weltweite Rückgang von Bestäubern ist von großer Bedeutung aufgrund ihrer
wichtigen Rolle für die Ökosysteme, den Ackerbau und die Wirtschaft. Sowohl
biotische als auch abiotische Faktoren werden als potentielle Ursachen für
diesen Rückgang betrachtet. In den letzten zehn Jahren hat sich auch eine
mögliche Rolle von Neonikotinoiden, den üblich verwendeten Insektiziden,
herausgestellt. Für meine Forschung habe ich zwei Substanzen gewählt:
Thiacloprid, ein weit verbreitetes cyano-substituiertes Neonikotinoid, das als
wenig toxisch für die Honigbienen eingeschätzt wird und dessen Verwendung in
den letzten Jahren rasch gestiegen ist; und Clothianidin, ein nitro-
substituiertes Neonikotinoid, das meistens in der Samenbehandlung eingesetzt
wird, und für das aktuell ein möglicher Zulassungsstopp in der EU geprüft
wird. Honigbienen (Apis mellifera carnica) wurden über mehrere Wochen
chronisch feldrealistischen Konzentrationen von Thiacloprid oder Clothianidin
ausgesetzt. Die Futtersuche, erfolgreiche Nest- Rückkehr, Navigationsleistung
und intraspezifische Kommunikation wurden durch Thiacloprid beeinträchtigt und
seine Rückstände haben in Sammlerinnen sowie in Stockbienen im Laufe des
Versuchs zugenommen. Auch die Behandlung mit Clothianidin hat die Futtersuche
und die Rekrutierungsfähigkeit der Sammlerinnen beeinträchtigt und ihre
Lebenserwartung verkürzt. Die Nest-Rückkehr wurde durch Clothianidin nicht
beeinflusst. Wir haben für beide Substanzen nachgewiesen, dass der beobachtete
Effekt nicht mit dem repellenten Geschmack zusammenhängt. Des Weiteren wurde
ein standardisierter Versuch unter Laborbedingungen, die Proboscis Extension
Response (PER) Konditionierung, durchgeführt, um zu erforschen, welche
Prozesse der Gedächtnisbildung (der Erwerb, die Konsolidierung und/oder der
Abruf des Gedächtnisses) durch die Aufnahme von Clothianidin, Thiacloprid oder
einer Thiacloprid-Mixtur Calypso® in drei verschiedenen subletalen
Konzentrationen beeinträchtigt werden. Extinktions- und
Generalisierungsversuche wurden durchgeführt um zu bestimmen, ob und wie
selektiv die Bienen auf einen gelernten Stimulus reagieren. Wir zeigen dass
Thiacloprid, als reine aktive Substanz sowie in Form einer Mixtur ein
erhebliches Risiko für Honigbienen, durch eine Störung der Lern- und
Gedächtnisfunktion, darstellt. Die Konsolidierung und der Abruf des
Gedächtnisses wurden auch nach der Aufnahme von subletalen Dosen von
Clothianidin negativ beeinflusst. Durch unsere Feld- und Laborversuche wurde
gezeigt, dass üblich verwendete Neonikotinoide einen starken Einfluss auf die
beobachtete Abnahme der Leistung von Bestäuberpopulationen haben. Die
nachgewiesene negative Wirkung der feldrealistischen subletalen
Konzentrationen von Clothianidin, Thiacloprid und seiner Mixtur Calypso® auf
die Honigbienen, wirft eine wichtige und herausfordernde Frage für das
Agrarmanagement auf.
de
dc.format.extent
168 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
neonicotinoids
dc.subject
chronic exposure
dc.subject
foraging behavior
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::590 Tiere (Zoologie)::592 Evertebrata (Wirbellose)
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::577 Ökologie
dc.title
Neonicotinoid insecticides impair foraging behavior, navigation, learning, and
memory in honey bees (Apis mellifera)
dc.contributor.firstReferee
Prof. Randolf Menzel
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Hans-Joachim Pflüger
dc.date.accepted
2017-02-20
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000105498-4
dc.title.translated
Neonicotinoide verändern das Sammelverhalten, die Navigation, das Lernvermögen
und das Gedächtnis von Honigbienen (Apis Mellifera)
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000105498
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000022313
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access