Wie beeinflusst Landnutzung Interaktionen zwischen Bienen und Pflanzen sowie deren mutualistische Kosequenzen?
Interaktionen zwischen Bienen und Blütenpflanzen sind Teil eines ‚berühmten‘ und evolutiv ‚alten‘ Mutualismus, welcher die reproduktive Fitness von Pflanzen und Bienen maßgeblich bestimmen kann. Die Struktur, Stabilität und Fitness-Auswirkungen hängen dabei von der Diversität und Zusammensetzung der interagierenden Gemeinschaft ab, welche ihrerseits stark von der vorherrschenden Landnutzung beeinflusst werden. So nimmt die Diversität von Interaktionspartnern und Interaktionen mit zunehmend intensiverer Landnutzung ab. Welche Auswirkungen das auf die reproduktive Fitness der Interaktionspartner hat, ob diese Auswirkungen abhängig von der Art oder Gemeinschaft variieren, und wie das mit der Struktur des Interaktionsnetzwerkes zusammenhängt, wurde bisher jedoch kaum experimentell untersucht und soll nun in MacroBEEs geklärt werden. Dabei bauen wir auf bereits bestehenden Daten zu Interaktionsnetzwerken abhängig von Landnutzung auf und nutzen sowohl das etablierte Plot-Netzwerk als auch die neuen „multi-grassland experiment“ Plots, um besser zu verstehen, wie sich Landnutzung unabhängig von anderen Faktoren auf die reproduktive Fitness der Interaktionspartner auswirkt.
Im Rahmen von drei „Work Packages“ (WPs), sollen folgende Fragen geklärt werden:
- Wie wirken sich Landnutzungs-bedingte Veränderungen in der Diversität und Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften auf die Besuchsmuster und Furagierentscheidungen von wilden Bienen und Honigbienen aus (WP1)?
- Wie beeinflussen diese Furagierentscheidungen die taxonomische und chemische (Nährstoff-) Zusammensetzung der erstellten (Pollen und Nektar) Diäten und damit die Gesundheit und Fitness der Tiere (WP2)?
- Wie beeinflussen Veränderungen der Besuchsmuster den Transfer von Pollen innerhalb und zwischen Pflanzenarten und folglich den Samenansatz und damit den Bestäubungserfolg von Pflanzen (WP3)?
Um diese Fragen zu beantworten, werden wir ganz unterschiedliche Methoden anwenden (Beobachtungen im Feld, DNA Metabarcoding von Pollen von Bienen und Blüten, chemischer Analytik, Fütterungsversuche mit Bienen im Labor, Netzwerkanalysen und Modeling) und eng mit anderen geplanten sowie den Kern-Projekten zusammenarbeiten.
Nisthilfen sind an den Wetterstationen bestimmter Versuchsflächen angebracht um später die Larven und den Pollen stängelnistender Bienen zu sammeln.
Eine Blattschneiderbiene auf dem Weg zu ihrem Nest.
Zur Beurteilung der floralen Bedeckung jeder Versuchsfläche werden Quadrantenbilder aufgenommen.
Zum Fangen der Bienen auf den Versuchsflächen der Biodiversitäts-Exploratorien werden Netze verwendet. Für eine standardisierte Beprobung der Versuchsflächen werden Bienen innerhalb von Transekten gefangen. Die Transekte haben für alle Versuchsflächen die gleiche Länge und werden in der gleichen Zeitspanne beprobt.
Die spätere Probenaufbereitung der Bienen erfolgt auf Trockeneis, wobei die Beine zur Artidentifikation für das DNA Barcoding verwendet werden und der Pollen für das spätere DNA metabarcoding.
Im vorangegangenen Projekt MicroBEEs, welches auch Teil der Biodiversitäts-Exploratorien war, wurden die Effekte unterschiedlicher Landnutzungsintensitäten auf die Interaktion zwischen stängelnistenden Bienenarten, deren Ressourcen und dem Mikrobiom der Bienen untersucht. Die Ergebnisse zeigen neue Einsichten in die Faktoren, die die Veränderungen in den mikrobiellen Gemeinschaften der Bienen bestimmen, und wie diese mit den durch die Landnutzung bedingten Veränderungen der floralen und nistenden Ressourcen zusammenhängen. Abgesehen von den Auswirkungen auf das Mikrobiom der Bienen, zeigte MicroBEEs außerdem einen starken Einfluss der Landnutzungsintensität auf a) die Vielfalt und die Zusammensetzung der Gemeinschaften der stängelnistenden Bienen (Beprobung direkt auf den Plots), b) die Vielfalt und die Zusammensetzung der Pflanzenarten, die zur Pollensammlung/Larvennahrung der stängelnistenden Bienenarten besucht wurden, und c) den Nährstoffgehalt der Larvennahrung.
MacroBEEs wird direkt auf diesen Erkenntnissen aufbauen und sie durch Beprobung und Analysen entsprechend den Hypothesen ergänzen. Da weitere Daten zu Bestäubernetzwerken in Abhängigkeit von Landnutzung für frühere Förderperioden (seit 2008) verfügbar sind, können wir unsere Analysen auf einen Zeitraum von 15 Jahren ausdehnen. Dies eröffnet uns die einzigartige Möglichkei, Langzeiteffekte von Landnutzung auf Netzwerk Stabilität, Widerstandfähigkeit, Interaktions-Asymmetrien usw. dieses bedeutenden Mutualismus zu untersuchen. Indem wir zusätzlich die Mechanismen untersuchen, welche den Auswirkungen von Landnutzung auf den Reproduktionserfolg von Bienen und Pflanzen zu Grunde liegen, ermöglicht MacroBEEs ein weitreichenderes Verständnis darüber, wie sich Landnutzung auf die funktionale Stabilität von Bestäubernetzwerken und damit die Sicherheit der Bestäubungsleistung in Pflanzengemeinschaften auswirkt.
Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen
