Pollen viser sig at være en skjult allieret i kampen for at redde bier og høster

En stille kamp udspiller sig lige foran øjnene på os

Bittesmå bakterier i blomster viser sig at være uventede beskyttere af både bisamfund og landbrugsafgrøder – og de har været der hele tiden, skjult i pollenet.

Amerikanske forskere har opdaget et helt arsenal af naturlige antibiotika i pollen, som kan bremse dødelige infektioner hos honningbier og vigtige fødevareafgrøder. Deres arbejde tegner et overraskende lovende billede: stærkere bisamfund og mere bæredygtige høster – helt uden ekstra kemiske bekæmpelsesmidler.

Bikolonier under pres fra en lang række sygdomsfremkaldere

Honningbier bestøver en stor del af de afgrøder, vi spiser til daglig: æbler, bær, courgetter, mandler og meget mere. Alligevel vakler deres sundhed. I bikuber cirkulerer nu titusindvis af sygdomsfremkaldere – vira, bakterier, svampe og parasitter, der angriber både larver og voksne bier.

Mange biavlere griber til antibiotika og andre midler for at holde kolonierne i live. Den tilgang støder imidlertid på problemer: nogle sygdomsfremkaldere udvikler resistens, og midlerne efterlader spor i voks og honning. Desuden forstyrres biernes naturlige tarmflora, hvilket svækker deres immunforsvar yderligere.

Naturlige hjælpere har hele tiden rejst med i pollenet: bakterier, der producerer kraftfulde antimikrobielle stoffer præcis der, hvor bier og planter har brug for dem.

Forskere fra Washington College og University of Wisconsin-Madison vendte blikket mod noget, der hidtil har fået meget lidt opmærksomhed: de bakterier, der lever på og i pollen.

Skjult mikrobiel rigdom i bikubens pollenforråd

I et bisamfund oplagres pollen i store mængder som en proteinrig fødevareforsyning. Det pollen er langtfra sterilt. Forskergruppen dykkede ned i dette materiale og isolerede 34 forskellige aktinobakterier fra både frisk plantepollen og fra pollen, der allerede lå oplagret i kuben.

Størstedelen af disse bakterier – omkring 72 procent – tilhører slægten Streptomyces. Det er ikke et ukendt navn inden for mikrobiologien: mange klassiske antibiotika, som streptomycin, er oprindeligt udvundet fra netop denne type bakterier.

Forskerne konstaterede et tydeligt mønster:

• de samme bakteriestammer dukkede op i blomster, på fouragerende bier og inde i kuben
• bierne medbringer mikroberne, mens de indsamler pollen
• mangfoldigheden af bakterier hænger tæt sammen med variationen af plantearter i omgivelserne

I et landskab med mange forskellige blomster får bier altså ikke blot et varieret fødeudbud, men også en rigere cocktail af nyttige mikroorganismer. I ensartede landbrugsområder, hvor én afgrøde dominerer, forsvinder en del af disse usynlige, men afgørende ressourcer.

Pollenbakterier bremser dødelige bisygdomme

Forskerne testede de isolerede bakteriestammer mod en række kendte sygdomsfremkaldere. De lod simpelthen mikroberne konkurrere mod hinanden i petriskåle for at se, hvem der kunne holde hvem i skak.

Bakterierne blev testet mod tre vigtige fjender af bier:

• Aspergillus niger – en svamp, der forårsager den såkaldte stenyngel-sygdom, hvor larver omdannes til hårde, stenagtige pupper
• Paenibacillus larvae – bakterien bag amerikansk yngelråd, en ekstremt smitsom og ofte dødelig larvelidelse
• Serratia marcescens – en bakterie, der kan forårsage diverse infektioner hos insekter

Næsten alle testede Streptomyces-stammer hæmmede væksten af Aspergillus niger kraftigt. Det er bemærkelsesværdigt, fordi stenyngel kan sprede sig ubemærket gennem en hel kube og udrydde hele generationer af larver. Nogle bakteriestammer angreb også P. larvae effektivt – et patogen, som i praksis allerede har udviklet resistens over for eksisterende antibiotika.

Naturligt forsvar for afgrøder som æble, tomat og kartoffel

Opmærksomheden var ikke udelukkende rettet mod bisygdomme. De samme bakteriestammer blev også testet mod sygdomsfremkaldere i landbrugsafgrøder, herunder:

• Erwinia amylovora – årsagen til ildsot i æble- og pæreplantager
• Pseudomonas syringae – berygtet for bladpletter og kvistdød hos en lang række afgrøder
• Ralstonia solanacearum – en bakterie, der forårsager visnesygdomme i blandt andet tomat og kartoffel

Også her viste flere pollenbakterier tydelige hæmmende effekter. De producerer et bredt arsenal af bioaktive stoffer, herunder:

• PoTeMs – komplekse makrolaktamer med antimikrobielle egenskaber
• surugamider – cykliske peptider, der kan blokere væksten af andre mikrober
• lobophoriner – kraftfulde antibakterielle molekyler
• sidoforer – forbindelser, der opfanger jern, så sygdomsfremkaldere ikke kan vokse

Mange af disse stoffer er kendt for deres brede virkningsspektrum og relativt lave giftighed over for ikke-målorganismer. Det gør dem interessante som grundlag for biologiske bekæmpelsesmidler – både i bikuber og på marker og i plantager.

Hvordan planter, bier og bakterier danner et trekantsforbund

Genetiske analyser viser, at pollenbakterierne ikke er tilfældige passagerer. Der er tale om ægte endofytter: mikrober, der lever inde i plantvæv uden at gøre planten alvorligt syg.

Bakterierne besidder gener til blandt andet:

• enzymer, der kan nedbryde plantecellers vægge, så de trænger ind i vævet
• produktion af plantehormoner som auxin og cytokininer, der påvirker væksten
• fremstilling af sidoforer til at binde jern i planten eller i jorden

Planterne huser disse bakterier i deres blomster og pollen. Bier ankommer for at hente nektar og pollen, medbringer bakterierne og oplagrer alt sammen i kuben. Her fortsætter mikroorganismerne roligt med at producere beskyttende stoffer.

Bien transporterer ikke blot pollenkorn, men også en mikroskopisk vagtkorps, der hjælper med at beskytte forrådet og ynglen.

Dermed opstår en lukket cirkel: biodiversitet i flora nærer mikrolivet i pollen, som til gengæld beskytter bikuben og – i videre forstand – landbruget.

Nye biologiske strategier for biavlere og bønder

I praksis arbejder mange biavlere stadig med to klassiske antibiotika: oxytetracyklin og tylosin. Disse midler kan efterlade rester i biprodukter og forstyrre biernes naturlige mikrobiom. Derudover er der allerede registreret tilfælde, hvor sygdomsfremkaldere er blevet resistente.

De nu beskrevne pollenbakterier åbner for en anden vej. Forskerne overvejer anvendelser, hvor udvalgte, lokalt tilpassede Streptomyces-stammer bevidst introduceres i kuber, for eksempel:

• via beriget pollen eller supplerende foder
• med små, bakteriebehandlede voksblokke
• eller som en flydende formulering, som biavlere med jævne mellemrum påfører i kuben

Tanken er at styrke kubens naturlige mikrobielle forsvar i stedet for at bekæmpe symptomer med stadig stærkere midler. Den samme logik kan overføres til landbruget, hvor frø, planthuller eller drypvanding kan behandles med disse bakterier for at give afgrøderne ekstra beskyttelse.

Hvorfor blomsterrige landskaber pludselig virker endnu mere værdifulde

Studiet understreger noget, som økologer har formodet i længere tid: et varieret landskab er ikke blot smukt og godt for nektar, men nærer også et usynligt netværk af nyttige mikrober. Færre blomster betyder altså færre chancer for, at bier opsamler de rigtige bakterier.

For landbrugs- og naturforvaltningspolitik har det direkte konsekvenser. Blomsterrige markkanter, blandede afgrøder og bevarelse af vild vegetation leverer dermed ikke blot nektar og pollen, men fungerer også som en slags mikrobiel "forsikringspolice" for bier og afgrøder.

Hvad det betyder for biavlere, gartnere og forbrugere

For biavlere kan denne forskning munde ud i praktiske redskaber: præparater med nyttige bakteriestammer, retningslinjer for placering af kuber i blomsterrige områder og råd om at blive mindre afhængige af antibiotika. En biavler, der bevidst vælger et varieret drachtområde, øger muligvis også arsenalet af beskyttende mikrober i sine kuber.

Gartnere og landmænd ville potentielt kunne anvende pollenbakterier som biologisk plantebeskyttelse – for eksempel i frugtdyrkning eller tomatproduktion under glas. Det kan bidrage til at reducere brugen af kemiske pesticider, hvilket stemmer overens med skærpede regler og den voksende efterspørgsel efter produkter med lavt restindhold.

For forbrugere spiller endnu noget ind: sunde bisamfund sikrer mere stabile høster af grøntsager, frugt og nødder. Mindre sygdomsudbrud i både bikuber og på marker mindsker risikoen for prisstigninger eller mangler efter mislykkede høster.

Hvad er Streptomyces, og hvor sikre er de?

Streptomyces-bakterier forekommer verden over i jord og på planter. De lugter endda genkendelig: den typiske "jordduft" efter en regnbyge stammer delvist fra stoffer produceret af netop disse bakterier. Inden for medicinen har de i årtier været en kilde til antibiotika.

Sikkerhed er fortsat et centralt punkt. Ikke enhver bakteriestamme er automatisk egnet til anvendelse ved bier eller på afgrøder. Forskere vil stamme for stamme skulle undersøge:

• om der opstår giftige biprodukter
• hvor længe de bliver siddende i honning, voks eller på frugter
• om de undertrykker nyttige jord- eller drivhusmikrober

Ikke desto mindre viser den aktuelle forskning, at naturen selv har arbejdet med subtile, mikrobielle beskyttelseslag i lang tid – lag, som mennesker og landbrug hidtil næppe har udnyttet. Ved at forstå bedre, hvordan disse lag fungerer, åbnes mulighed for dyrkningssystemer, der gør både bier og høster stærkere, med mindre afhængighed af kemi.