Britische Forscher gaben Hummeln Zuckerlösung als Nahrung, die mit Clothianidin oder Imidacloprid in Mengen versetzt waren, wie sie im Freiland üblich sind. Dann beobachteten die Wissenschaftler die sog. Gen-Expression, also, welche Gene eingeschaltet oder deutlich stärker aktiviert wurden und welche ausgeschaltet oder gehemmt wurden. So erhielten Sie Rückschlüsse auf die Gen-Regulation durch Clothianidin und Imidacloprid.
Was ist Clothianidin und Imidacloprid?
Clothianidin und Imidacloprid gehören zu den Neonikotinoiden, einer Gruppe von Hummelgiften. In der EU sind die beiden Substanzen erst seit 2018 für die Landwirtschaft in Gewächshäusern erlaubt, im Freiland nicht, während die beiden Pestizide in den USA und auch in anderen Ländern großzügig verbraucht werden dürfen.
Beide Gifte sorgen für den Tod von Schädlingen und werden daher als Pflanzenschutzmittel in der Landwirtschaft eingesetzt. Mehr zu Neonikotinoiden und ihren Einfluss auf Hummeln erfährt man hier.
Ergebnisse: Welchen Einfluss haben die Gifte auf die DNA und die Gen-Regulation?
Hummeln haben etwa 12.000 Gene, die alle bekannt sind.
Die beiden Pestizide hatten – obwohl sie chemisch und in ihren Folgen sehr ähnlich sind – ganz unterschiedliche Auswirkungen auf die DNA. Außerdem waren die Folgen bei Arbeiterinnen anders als bei Königinnen.
Bei Arbeiterinnen veränderte sich durch Clothianidin die Aktivität von 55 Genen, wobei die Aktivität bei 31 Genen zunahm, bei den anderen abnahm. Königinnen reagierten anders, denn nur in 17 Genen gab es einen Unterschied in der Aktivität. Dabei gab es bei 16 der 17 Gene einen Aktivitätsanstieg.
Überraschend war auch, dass diese 17 „Königinnen-Gene“ überwiegend nicht bei den Arbeiterinnen aktiviert bzw. gehemmt wurden, obwohl diese die Gene ja auch haben. Es waren überwiegend andere Gene, die bei den Arbeiterinnen reagierten.
Alle beobachteten Gene spielen eine große Rolle bei vielen biologischen Prozessen, darunter auch mitochondriale Funktionen.
Imidacloprid veränderte die Genaktivität nur bei einem einzigen Gen (Arbeiterinnen).
Die Forscher vermuten, dass die Aktivitätsveränderung der Gene entweder zur tödlichen Verhaltensänderung führt, z.B. der bekannten Orientierungslosigkeit, oder, dass es sich um Gene zur Entgiftung handelt.
Literatur
Thomas J. Colgan TJ, Fletcher IK, Arce AN, Gill RJ, Rodrigues AR, Stolle E,
Chittka L, Wurm Y, 2019. Caste‐ and pesticide‐specific effects of neonicotinoid pesticide exposure on gene expression in bumblebees. In: Molecular Ecology, 2019, https://doi.org/10.1111/mec.15047
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