Advanced

Interactions between bumblebees and cyanobacterial blooms

Brodin Larsson, Frida LU (2017) MVEK02 20171
Studies in Environmental Science
Abstract
Today pollinators provide an important ecosystem service as they contribute to the pollination of 75 % of the world’s most important crop yields. Several bee species are threatened though due to different anthropogenic impacts and have declined in numbers. One overlooked cause of the decline might be the eutrophication of lakes and ponds in agricultural landscapes, which favour toxic algae blooms. Cyanotoxins like Microcystins have been proven to accumulate in higher animals, causing toxic events within the organisms sometime resulting in deaths. This study aimed to experimentally evaluate the interaction between toxic cyanobacterial blooms and pollinators. An experiment was hence conducted with six bumblebee colonies exposed to toxic... (More)
Today pollinators provide an important ecosystem service as they contribute to the pollination of 75 % of the world’s most important crop yields. Several bee species are threatened though due to different anthropogenic impacts and have declined in numbers. One overlooked cause of the decline might be the eutrophication of lakes and ponds in agricultural landscapes, which favour toxic algae blooms. Cyanotoxins like Microcystins have been proven to accumulate in higher animals, causing toxic events within the organisms sometime resulting in deaths. This study aimed to experimentally evaluate the interaction between toxic cyanobacterial blooms and pollinators. An experiment was hence conducted with six bumblebee colonies exposed to toxic cyanobacteria through their drinking water and with another six colonies used as controls. The bees were recorded by security cameras during the experiment to evaluate differences in drinking behaviour. The results did not show any significant differences in behaviour, colony status or concentration of Microcystins in the bees. Some tendencies were seen though and the method used for extraction of Microcystins from the bees is believed to need further development before obtaining reliable results. It is believed to be relevant to decide threshold concentration for the bees when evaluating to what extent toxic cyanobacterial blooms might affect pollinators. Further studies are motivated as the loss of pollinators as an ecosystem service would be both extremely hard and costly to replace with artificial pollination. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Blå-gröna algers inverkan på pollinatörer

Pollinatörer, så som humlor och bin, bidrar med pollination till 75 % av jordens viktigaste grödor. Under senare år har dock antalet pollinatörer rapporterats minska i antal på grund av mänskliga aktiviteter som leder till förändringar i miljön. Övergödning av sjöar och vattendrag till följd av ett mer intensivt jordbruk har till exempel främjat förekomsten av cyanobakterier, vanligen benämnda blå-gröna alger. Vissa cyanobakterier har förmågan att producera ett gift, microcystin, som har nått så höga koncentrationer att de lett till dödsfall hos både människor och djur. Cyanobakterier misstänks därför även vara skadliga för pollinatörer och en bidragande orsak till att antalet pollinatörer har... (More)
Blå-gröna algers inverkan på pollinatörer

Pollinatörer, så som humlor och bin, bidrar med pollination till 75 % av jordens viktigaste grödor. Under senare år har dock antalet pollinatörer rapporterats minska i antal på grund av mänskliga aktiviteter som leder till förändringar i miljön. Övergödning av sjöar och vattendrag till följd av ett mer intensivt jordbruk har till exempel främjat förekomsten av cyanobakterier, vanligen benämnda blå-gröna alger. Vissa cyanobakterier har förmågan att producera ett gift, microcystin, som har nått så höga koncentrationer att de lett till dödsfall hos både människor och djur. Cyanobakterier misstänks därför även vara skadliga för pollinatörer och en bidragande orsak till att antalet pollinatörer har minskat i antal.

Inga tidigare studier har genomförts för att utreda om det finns ett samband mellan det minskande antalet pollinatörer och förekomst av cyanobakterier, därför sattes ett experimentellt försök upp för att försöka besvara frågan. Experimentet resulterade dessvärre inte i något tydligt svar men bidrog med värdefull kunskap till en förbättrad metodik för att vidare kunna utreda frågan. Detta är av stor betydelse då en förlust av den tjänst som pollinatörerna bidrar med skulle vara oerhört svår och kostsamt att ersätta ekonomist samt resultera i svårigheter med att förse världens befolkning med mat i framtiden.

Många obesvarade frågor
Experimentet gick ut på att exponera sex humlekolonier för microcystin genom att tillsätta cyanobakterier till deras dricksvatten. Efter 40 dagars exponering utvärderades resultatet genom att jämföra de sex koloniernas bettendemönster, koloni-status och koncentration av microcystin i kroppen gentemot sex kontrollkolonier som inte exponerats för cyanobakterier. Inga tydliga skillnader kunde urskiljas mellan försöksgruppen och kontrollgruppen men ett flertal tendenser till en negativ inverkan från cyanobakterierna ledde till många nya funderingar. Vidare studier krävs bland annat för att utreda om:

- det är möjligt att hindra bin från att dricka vatten som innehåller cyanobakterier genom att erbjuda mer attraktiva drickplatser
- cyanobakterier kan minska storleken på bina
- drottningar är mer känsliga för cyanobakterier än arbetare och drönare

Då inga liknande studier har genomförts tidigare är metoden som använts i detta experiment helt ny och ett flertal förslag på hur metoden kan utvecklas för att uppnå ett bättre resultat har diskuterats. Metodiken för att analysera koncentrationen av microcystin i bina är i störst behov av en förbättring. Metanol tros ha stört analysen av microcystin i bina och därför föreslås ättiksyra som ett alternativ. Det vore även lämpligt att hålla de exponerade burarna och kontrollburarna avskilda från varandra då microcystin kan spridas via luften och på så vis förorena kontrollburarna. Vidare behövs fler kolonier för att kunna urskilja om vissa av skillnaderna beror på exponering för cyanobakterier eller bara är naturliga skillnader mellan kolonierna. Det vore även relevant att bestämma vilken koncentration som krävs för att se en negativ effekt hos bina och vilken koncentration som krävs för att orsaka en ökad dödlighet hos bina. Detta för att kunna relatera nivåerna till naturligt förekommande koncentrationer i sjöar och vattendrag. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Brodin Larsson, Frida LU
supervisor
organization
course
MVEK02 20171
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
Pollinators, Bombus terrestris, cyanobacteria, eutrophication, Microcystins, toxic, cyanobacterial blooms, Microcystis aeruginosa
language
English
id
8908570
date added to LUP
2017-06-07 13:28:37
date last changed
2017-06-07 13:28:37
@misc{8908570,
  abstract     = {Today pollinators provide an important ecosystem service as they contribute to the pollination of 75 % of the world’s most important crop yields. Several bee species are threatened though due to different anthropogenic impacts and have declined in numbers. One overlooked cause of the decline might be the eutrophication of lakes and ponds in agricultural landscapes, which favour toxic algae blooms. Cyanotoxins like Microcystins have been proven to accumulate in higher animals, causing toxic events within the organisms sometime resulting in deaths. This study aimed to experimentally evaluate the interaction between toxic cyanobacterial blooms and pollinators. An experiment was hence conducted with six bumblebee colonies exposed to toxic cyanobacteria through their drinking water and with another six colonies used as controls. The bees were recorded by security cameras during the experiment to evaluate differences in drinking behaviour. The results did not show any significant differences in behaviour, colony status or concentration of Microcystins in the bees. Some tendencies were seen though and the method used for extraction of Microcystins from the bees is believed to need further development before obtaining reliable results. It is believed to be relevant to decide threshold concentration for the bees when evaluating to what extent toxic cyanobacterial blooms might affect pollinators. Further studies are motivated as the loss of pollinators as an ecosystem service would be both extremely hard and costly to replace with artificial pollination.},
  author       = {Brodin Larsson, Frida},
  keyword      = {Pollinators,Bombus terrestris,cyanobacteria,eutrophication,Microcystins,toxic,cyanobacterial blooms,Microcystis aeruginosa},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Interactions between bumblebees and cyanobacterial blooms},
  year         = {2017},
}