Original article

Nosema sp. influences flight behavior of infected honey bee (Apis mellifera) foragers^*

Nosema sp. agit sur le comportement de vol des abeilles (Apis mellifera) butineuses infectées

Nosema sp. wirkt sich auf das Flugverhalten infizierter Sammlerinnen von Honigbienen (Apis mellifera) aus

¹ National Institute of Biology, Večna pot 111, 1000 Ljubljana, Slovenia
² Institut für Bienenkunde, (Polytechnische Gesellschaft), FB Biowissenschaften, Goethe-Universität Frankfurt am Main, Karl von Frisch Weg 2, 61440 Oberursel, Germany

Received: 12 June 2008
Revised: 19 March 2009
Accepted: 6 June 2009

Abstract

In this study we investigated whether the microsporidian Nosema sp. affects the flight behavior of forager bees. Bees released 6 and 10 m away from the colony took longer times to return. The proportion of bees that did not return was higher in the diseased bees compared to the healthy bees when released 30 m away from the colony. That diseased bees get lost from the colony was also supported by a considerably lower rate of infected bees among the returning foragers compared to departing foragers. In a hive entrance orientation test, diseased bees scored lower than healthy bees, indicating impaired orientation skills. These results are in line with previous results on foragers infested by the parasitic mite Varroa destructor. The similar influence of Nosema sp. and V. destructor on flight behavior, in that foragers might not return to the colony, can be interpreted as a general response of honey bees to diseases to decrease pathogen load within the colonies.

Zusammenfassung

Wir untersuchten, wie sich das Mikrosporidium Nosema sp. auf das Flugverhalten von Sammelbienen auswirkt. Infizierte in einer Entfernung von 6 oder 10 m von dem Bienenvolk aufgelassene Bienen benötigten längere Zeit für ihre Rückkehr als gleich alte, nicht infizierte Bienen. Die Verlängerung der Flugzeit betrug in 2005 das 1,4-fache und in 2006 das 2,2-fache (Abb. 1). Wenn die Bienen in 30 m Entfernung aufgelassen wurden, war der Anteil der nicht in das Volk zurückkehrenden Bienen bei den infizierten Bienen 2,7 mal höher als bei den nicht infizierten Bienen. Dass kranke Bienen aus dem Volk verloren gehen wurde auch dadurch belegt, dass der Befall von rückkehrenden Sammlerinnen um 23 % geringer war als der der ausfliegenden. In einem Orientierungstest, bei dem neben dem richtigen Stockeingang eine weitere, identische Eingangsmarkierung angebracht wurde, überflogen zwei Drittel der infizierten Bienen die falsche Eingangsmarkierung bevor sie den richtigen Eingang fanden, bei den gesunden Bienen war dies nur etwa ein Drittel. Weiterhin wurde die falsche Eingangsmarkierung von infizierten Bienen häufiger überflogen als von den nicht infizierten Bienen (Abb. 2). Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Orientierungsfähigkeit der Bienen beeinträchtigt war. Diese Ergebnisse entsprechen früheren Resultaten von Versuchen mit von der parasitischen Milbe Varroa destructor befallenen Sammlerinnen, bei denen verändertes Flugverhalten ebenfalls dazu führte, dass die Bienen oft nicht in die Völker zurückkehrten. Die Ähnlichkeit der Reaktionen der Sammlerinnen auf den Befall mit Nosema sp. und V. destructor weist darauf hin, dass es sich um eine generalisierte Reaktion der Bienen auf Krankheiten handelt. Wir interpretieren dies als eine adaptive Verhaltensänderung zum Nutzen des Volkes, bei der durch eine Selbstaufopferung von befallenen Bienen Pathogene und Parasiten aus dem Volk entfernt werden.