Pollenbakterie viser sig at være biers og landmænds hemmelige forbundsfælle

Et usynligt forsvarssystem skjult i blomsterstøv

Mens bisamfund verden over kæmper for overlevelse, peger ny forskning på en uventet redning: de mikroskopiske bakterier, der lever i pollen. Pesticider og klimaforandringer er velkendte trusler mod bier, men en lang række vira, svampe og skadelige bakterier angriber også hele kolonier. Nu viser amerikanske forskere, at netop det blomsterstøv, bier indsamler, rummer et arsenal af naturlige antibiotika – med potentielt vidtrækkende konsekvenser for biavl og landbrug.

Mere end blot føde – et myldrende mikrobeunivers

Honningbier opbevarer store mængder pollen i deres tavler. Blomsterstøvet er koloniens vigtigste proteinkilde og dermed afgørende for larver, unge arbejdsbier og dronningen. Man troede længe, at det udelukkende handlede om ernæring – men det viser sig, at pollen også er hjemsted for en tæt befolket mikrobeverden.

Forskere fra Washington College og University of Wisconsin-Madison isolerede 34 forskellige actinobakterier fra både friskt plantepollen og pollen fra bikuber. Næsten tre fjerdedele af dem tilhørte slægten Streptomyces – en gruppe bakterier, der er kendt for at producere potente antimikrobielle stoffer.

Disse bakterier dukker op tre steder på én gang: i blomster, på fouragerende bier og inde i tavlerne. Det tyder på en konstant frem-og-tilbage-transport via biernes indsamlingsadfærd. Med hvert enkelt pollenkorn trækker insekterne mikrober med sig, som derefter slår sig ned i koloniens fødevareforråd.

Kvaliteten af pollenmikrobiomet viser sig at være lige så vigtig som den mængde blomsterstøv, bier bringer hjem.

Sammensætningen af dette mikrobesamfund hænger tæt sammen med det omgivende landskab. I områder med mange forskelligartede blomstrende planter finder forskerne en rig variation af gavnlige bakterier. I store monokulturer – eksempelvis kun majs eller kun raps – er den variation langt fattigere, hvilket direkte påvirker bikoloniernes modstandskraft over for sygdomme.

Naturens eget antibiotika-apotek

Forskerne testede de isolerede bakteriestammer i dyrkningsforsøg mod seks vigtige sygdomsfremkaldere: tre der angriber bier og tre der skader afgrøder. Resultaterne var bemærkelsesværdige.

• Aspergillus niger – svamp der forårsager den såkaldte stenbrod-sygdom hos bilarver.
• Paenibacillus larvae – bakterien bag den meget smitsomme amerikansk bipest.
• Serratia marcescens – opportunistisk sygdomsfremkalder hos bier.
• Erwinia amylovora – årsag til ildsot i bl.a. æble- og pæretræer.
• Pseudomonas syringae – angriber snesevis af afgrøder, fra grøntsager til frugttræer.
• Ralstonia solanacearum – berygtet for visnesyge i tomat, kartoffel og andre natskygge-planter.

Næsten alle testede Streptomyces-stammer bremsede væksten af Aspergillus niger markant. Denne svamp kan sprede sig ubemærket gennem en kube og får larver til at tørre ud og hærde, som om der lå små sten i tavlen. For biavlere er det et mareridt, fordi en infektion ofte opdages alt for sent.

Flere stammer viste også en tydelig hæmmende effekt på Paenibacillus larvae, som forårsager amerikansk bipest. Denne sygdom regnes som en af de alvorligste trusler mod bikolonier – dels fordi sporerne kan overleve i årevis, dels fordi de spreder sig hurtigt mellem kuber.

For planter var billedet tilsvarende. Pollenbakterierne angreb sygdomsfremkaldere, der skaber visning, råd og sorte pletter i afgrøder som æbler, tomater og kartofler – præcis de sygdomme, som landmænd typisk bekæmper med kemiske midler.

En kemisk værktøjskasse fra naturen selv

I laboratoriet er der fundet flere grupper af aktive stoffer. Bakterierne producerer blandt andet:

• PoTeMs: ringformede molekyler (makrolaktamer) med bred antimikrobiel virkning.
• Surugamider: cykliske peptider, der kan hæmme både bakterier og svampe.
• Loboforiner: velkendte antimikrobielle forbindelser med relativt lav giftighed over for ikke-målorganismer.
• Sideroforer: molekyler der binder jern, så sygdomsfremkaldere får sværere ved at udnytte dette essentielle mineral.

Denne blanding af stoffer fungerer som et naturligt apotek i kuben og omkring planternes rødder og blade. Hvor klassiske antibiotika typisk bygger på ét aktivt stof, leverer pollenbakterierne en hel pakke på én gang – hvilket reducerer risikoen for resistensudvikling betydeligt.

Sådan styrker planter, mikrober og bier hinanden

En væsentlig del af forskningen fokuserede på, hvor disse gavnlige bakterier egentlig stammer fra. Genomanalyser afslørede, at der er tale om ægte plantebeboere – såkaldte endofytter. De lever inde i plantevævet uden at skade det.

De besidder gener, der hjælper dem med at trænge ind i planten og blive der – herunder enzymer, der kan nedbryde dele af cellevæggen, samt gener for plantehormoner som auxin og cytokinin. Derved påvirker de faktisk væksten hos deres vært. Samtidig producerer de sideroforer som desferrioxamin, der opsamler jern fra omgivelserne.

Når blomster danner pollen, følger endofytterne simpelthen med. Så snart en bi besøger blomsten, havner pollen og bakterier i hårene på dens krop og i pollenkurvene på bagbenene. Tilbage i kuben ender det hele i opbevaringscellerne med blomsterstøv, hvor bakterierne forbliver aktive og fortsætter med at producere deres virkningsfulde stoffer.

En blomst leverer ikke kun nektar og pollen – den sender også mikrober med, der fungerer som livvagter for bikuben.

Resultatet er en trekant: planter leverer føde og gavnlige bakterier, bier sørger for bestøvning og transport af mikroberne, mens bakterierne beskytter både planter og bier mod sygdom. Hele systemet afhænger direkte af, hvor mange forskellige blomster der findes i et givent område.

Nye muligheder for bæredygtig biavl

I praksis er biavlere stadig afhængige af et begrænset antal antibiotika, som oxytetracyklin eller tylosin. Det medfører alvorlige ulemper: skader på biernes tarmmikrobiom, risiko for resistente sygdomsfremkaldere og rester af midlerne i honning og voks.

Flere sygdomsfremkaldere viser allerede tegn på resistens. Særligt ved amerikansk bipest kendes tilfælde, hvor standardbehandlinger næsten ingen effekt har. Det lægger pres på biavlere og tilsynsmyndigheder for at finde alternativer.

De naturlige pollenbakterier åbner her for en anden vej. Forskerne forestiller sig målrettet anvendelse af udvalgte Streptomyces-stammer i kuber, for eksempel ved at:

• tilføre behandlet pollen eller tilskudsfoder beriget med gavnlige bakterier;
• vælge lokale plantearter, der er kendte for at huse mange beskyttende endofytter;
• tilpasse biavlspraksis til en rigere blomstringssæson, så mikrobiomet kan opbygges naturligt.

En sådan tilgang arbejder med det, bier naturligt allerede gør – i stedet for at modvirke det med stadig kraftigere kemiske midler.

Fordele for landbruget og fødevaresikkerheden

Koblingen til afgrøder gør studiet ekstra relevant. De samme bakterier, der forsvarer bikuben, viser sig nemlig også at undertrykke plantesygdomme. Det åbner døren for biologiske bekæmpelsesmidler, der kan anvendes via frø, jordbehandling eller blomstrende randzoner langs marker.

For landmænd kan det betyde mindre afhængighed af syntetiske pesticider. I stedet kunne de eksempelvis så rækker med specifikke blomster langs markkanterne, der fungerer som kilde til gavnlige mikrober og samtidig tiltrækker bier. Sundere bikolonier øger til gengæld bestøvningen og dermed udbyttet og kvaliteten af frugt, grøntsager og frø.

Blomsterrige landskaber er nu også en sundhedsforanstaltning

Blomsterstriber og urterige enge promoveres ofte som "bibuffet". Denne forskning tilføjer et nyt lag: de udgør også et slags apotek. Jo mere varieret planteudbud, desto større chance for et rigt mikrobielt indhold i blomsterstøvet.

For kommuner, naturorganisationer og landmænd betyder det, at udsåning af flerårige blandinger med varierede plantearter ikke bare ser smukt ud – det giver også direkte sundhedsgevinster. Færre monotone marker, mindre stramtklippede vejkanter og flere blomstrende buske giver bier adgang til en bredere vifte af gavnlige bakterier.

Udestående spørgsmål og næste skridt

Før biavlere kaster sig ud i at anvende bakterieblandinger i stor skala, skal flere spørgsmål afklares. Hvor stabile er disse gavnlige stammer i forskellige klimaer? Hvad sker der, når flere stammer er aktive i samme kube på én gang? Og hvordan undgår man, at gode bakterier skaber utilsigtede effekter i sårbare økosystemer?

Forskerne arbejder på småskalerede markforsøg, hvor udvalgte stammer testes i rigtige kuber og på marker. Her undersøger de ikke kun sygdomstal, men også honningudbytte, overvintringssucces og mulige bivirkninger på andre insekter.

Foreløbig viser arbejdet frem for alt, hvor tæt alt i landbrugslandskabet hænger sammen. En blomst er ikke bare en blomst, en bi ikke bare en bestøver og en bakterie ikke automatisk en fjende. Somme tider er det netop pollens mindste beboere, der holder nøglen til sundere bikolonier og stærkere høst.