Eine neue Veröffentlichung des Instituts für Zoologie der Uni Graz hat erstmals die Giftigkeit von Hydroxymethylfurfural (HMF) auch für Bienenlarven untersucht und nachgewiesen. Grund genug, sich diesen für Bienen giftigen Zucker etwas genauer anzusehen, beziehungsweise das Wissen aufzufrischen.

Hydroxymethylfurfural (Wikipedia) ist ein Zucker, der für Honigbienen giftig ist. Er entsteht aus anderen Zuckern wie vor allem der Fructose (Fruchtzucker), einem natürlichen Bestandteil vieler Lebensmittel und auch des Honigs. HMF ist im Honig in geringen Konzentrationen vorhanden – bei warmer Lagerung steigt der Gehalt langsam an, Erhitzen beschleunigt diesen Anstieg. Der gesetzliche Grenzwert für HMF in Honig beträgt 40 ppm (mg pro kg), als Merkmal für die „Frische“ und Unbehandeltheit des Honigs (siehe dazu auch die Richtlinie der Europäischen Union über Honig vom 20.12.2001). Andere Qualitätskriterien wie etwa für Gütesiegel sind da noch strenger und erlauben geringere Werte, Ausnahmen gibt es für Honige mit angegebenem Ursprung in Regionen mit tropischem Klima und Backhonige (Österreichische Honigverordnung). Auch in Zuckersirupen kann HMF vorkommen, und in hohen Konzentrationen zur Bienensterblichkeit führen. In zur Fütterung verwendeten Sirupen sollte der Wert so niedrig wie möglich sein, also Futterlösungen immer kühl lagern und Zuckerlösungen nicht in heissem Wasser auflösen! Werden Sirupe zum Beispiel für einen Monat bei 40°C gelagert, kann der HMF Gehalt auf 70 ppm, bei 49°C sogar auf über 200 ppm steigen  (LeBlanc et al., 2009). Wie Experimente zeigen, reichen 150 ppm in einer Zuckerlösung, um die Hälfte aller Bienen in einem Kästchen innerhalb von 20 Tagen abzutöten. Bei 30 ppm gibt es keinen Unterschied in der Mortalität gegenüber einer HMF-freien Kontrolle. Das haben Theodor Jachimowicz (damals Direktor der Bundesanstalt für Bienenkunde in Wien) und sein Kollege G. El Sherbiny im Jahr 1975 publiziert.

Vierzig Jahre nach diesen bahnbrechenden Untersuchungen haben wir am Institut für Zoologie der Uni Graz die Frage untersucht, ob HMF auch für Larven giftig ist. Als Schadwirkung von HMF wird eine Darmschädigung der Arbeiterinnen angenommen. Larven werden wenige Tage von Ammenbienen mit Proteinreichem Futtersaft gefüttert, bekommen dabei aber auch, vor allem knapp vor der Verdeckelung der Brutzelle, Zucker verfüttert. In der verdeckelten Zelle, während der Metamorphose im Puppenstadium, wird der Körper der Larve zu dem einer erwachsenen Arbeiterin komplett umgebaut. Bienenlarven können während dieser Entwicklung also durchaus HMF ausgesetzt sein, über ihre Empfindlichkeit ist allerdings nichts bekannt. In unserer Untersuchung haben wir Larven im Labor aufgezogen (Video auf Youtube) und dem Larvenfutter unterschiedliche Konzentrationen von HMF beigemischt. Abhängig von der verwendeten Konzentration sind bei höheren HMF Konzentrationen mehr Larven abgestorben, wir konnten damit erstmals nachweisen, dass HMF auch für Larven giftig ist. 2424 ppm HMF töten die Hälfte aller Larven bis zum Schlupf am Tag 22 ab, 4280 ppm bereits bis zur Verdeckelung am Tag 7.

Die von uns ermittelten Werte hören sich zunächst sehr hoch an, daher haben wir zu guter letzt noch abgeschätzt, ob Larven gegenüber HMF empfindlicher oder unempfindlicher als erwachsene Arbeiterinnen sind. Wir haben dazu Absterbekurven bei unterschiedlichen Expositionsdauern von Larven und Arbeiterinnen erstellt und jene von Larven mit jenen von Arbeiterinnen verglichen. Dieser Vergleich ist nicht trivial, denn der Körper der Larve (inklusive dem von HMF geschädigtem Darm) wird während der Verpuppung komplett umgebaut. Larven konsumieren, wie erwähnt, auch nur währen der ersten Tage ihrer Entwicklung Futter dem HMF beigemischt werden kann, aber nicht während der Verpuppung, während Arbeiterinnen im Kästchen durchwegs Zuckerwasser mit HMF zu sich nehmen. Ein (hypothetischer) Vergleich muss also diese Dynamik berücksichtigen. Wenn nur die aktive Zeit des Fressens, also die frühen Tage der Larvenentwicklung, mit einer ebenso kurzen Exposition von Arbeitsbienen verglichen wird, zeigt sich, dass Larven tatsächlich empfindlicher sind als erwachsene Honigbienen.

Die Studie „Effect of hydroxymethylfurfural (HMF) on mortality of artificially reared honey bee larvae (Apis mellifera carnica)“ von Sophie Krainer, Robert Brodschneider, Jutta Vollmann, Karl Crailsheim, Ulrike Riessberger-Gallé ist in der wissenschaftlichen Zeitschrift Ecotoxicology erschienen.