Black Queen Cell Virus

1977 beschrieben die britischen Virologen Leslie Bailey und Robert Woods erstmals ein neues Virus in toten Larven und Vorpuppen von Honigbienenköniginnen. Die betroffenen Zellen waren verschlossen, ihre Wände jedoch auffällig geschwärzt. Der Name des Erregers, Black Queen Cell Virus, geht unmittelbar auf dieses Symptom zurück: Die befallenen Königinnenlarven verfärben sich zunächst gelblich, später bräunlich bis schwarz, ihre Haut wird zäh und sackartig. Im Unterschied zum Sackbrutvirus, das vor allem Arbeiterinnenlarven befällt, konzentriert sich Black Queen Cell Virus auf die Aufzuchtzellen von Königinnen.

Der Erreger gehört zur Familie der Dicistroviridae. Das sind sehr kleine, kugelförmige Viren ohne schützende Hülle, die überwiegend Insekten befallen. Ihr Erbgut liegt als einzelsträngige RNA vor, vergleichbar mit vielen anderen bekannten Viren. Black Queen Cell Virus zählt zu den am häufigsten nachgewiesenen Bienenviren weltweit. Häufig tritt es gemeinsam mit einer Infektion durch Nosema apis auf, einen Mikrosporidienpilz, der den Darm von Honigbienen besiedelt. Ob einer der beiden Erreger dem anderen den Weg bereitet, wird diskutiert, ist aber noch nicht abschließend geklärt.

Übertragen wird das Virus vor allem über die Fütterung: Ammenbienen geben es unbewusst an Larven weiter. In Larvenresten, Honig und Pollen bleibt es mehrere Wochen infektiös, sodass auch verunreinigtes Werkzeug, gemeinsam genutztes Wasser oder verflogene Bienen zur Verbreitung innerhalb eines Bienenstocks beitragen.

Erster Nachweis in einer Hummelart

Lange galt Black Queen Cell Virus als Erreger, der auf die Gattung Apis beschränkt ist. Diese Annahme änderte sich 2011, als eine Arbeitsgruppe um Wenjun Peng und Yanping Chen das Virus erstmals in einer Hummelart nachwies. Untersucht wurden Laborvölker und frei lebende Tiere von Bombus huntii, einer in Nordamerika verbreiteten Art. Die Forscher fanden nicht nur virale RNA im Körper der Hummeln, sondern auch den Gegenstrang des Erbguts, der bei der Vermehrung des Virus als Zwischenprodukt entsteht. Dieser Nachweis zeigte, dass sich das Virus im Darmgewebe der Hummeln aktiv vervielfältigt und von dort aus in andere Körperregionen gelangt, statt lediglich als Rückstand im Darminhalt zu verbleiben.

Bemerkenswert war der Unterschied zwischen Labor und Freiland: Hummeln aus Feldproben trugen das Virus deutlich häufiger als Tiere aus kontrollierter Haltung. Die Arbeitsgruppe wertete dies als Hinweis darauf, dass sich Hummeln das Virus bei der Nahrungssuche einfangen, vermutlich über Blüten, die zuvor von infizierten Honigbienen besucht wurden.

In einer Untersuchung im US-Bundesstaat Vermont trug mehr als drei Viertel aller untersuchten Wildhummeln das Black-Queen-Cell-Virus in sich, deutlich mehr als jedes andere getestete Bienenvirus. Selbst an Stellen ohne einen einzigen Bienenstand im Umkreis von einem Kilometer war noch gut ein Drittel der Tiere infiziert.

Blüten als Übertragungsweg zwischen den Arten

Wie das Virus tatsächlich von Honigbienen zu Hummeln gelangt, untersuchte eine Arbeitsgruppe um Samantha Alger an 19 Standorten in Vermont. Sieben davon lagen im Umkreis von 300 Metern um einen Bienenstand, zwölf mindestens einen Kilometer davon entfernt. Die Forscher sammelten Hummeln zweier Arten, Honigbienen und Blütenproben und prüften sie per RT-qPCR auf Viren. Der Nachweis des negativen RNA-Strangs unterschied dabei jeweils eine aktive Infektion von einer bloßen Kontamination.

Das Flügeldeformationsvirus fehlte an allen Standorten ohne Bienenstand vollständig, tauchte aber in Bienennähe regelmäßig auf. Black Queen Cell Virus dagegen ließ sich auch fernab von Bienenständen bei mehr als einem Drittel der Hummeln nachweisen, war jedoch signifikant häufiger, wenn Bienenstöcke in der Nähe standen. Auf den Blüten selbst fand sich Virus-RNA ausschließlich in der Nähe von Bienenständen, bei fast einem Fünftel der geprüften Proben. Blüten wirken damit offenbar als Übertragungsort: Eine Honigbiene hinterlässt Viruspartikel beim Sammeln, eine später vorbeikommende Hummel nimmt sie beim Nektar- oder Pollensammeln wieder auf.

Verbreitung in Wildhummelpopulationen weltweit

Dass es sich nicht um einen lokal begrenzten Befund handelt, zeigt eine 2024 veröffentlichte Untersuchung aus China. Ein Team um Jin Xu und Jilian Li prüfte 72 wild gefangene Hummeln aus 17 Regionen des Landes auf das Virus. In 13 Proben, gut 18 Prozent, wiesen sie Black-Queen-Cell-Virus nach. Ein Vergleich der Kapsid-Gensequenzen ergab eine genetische Übereinstimmung von 99,69 bis 100 Prozent zwischen den chinesischen Isolaten, die zugleich einen eigenen Entwicklungszweig bildeten, klar abgrenzbar von Isolaten aus anderen Weltregionen. Das Vorkommen des Virus hing außerdem signifikant vom jeweiligen Fundort ab.

Die Ergebnisse legen nahe, dass sich das Virus in Wildhummelpopulationen weltweit dauerhaft etabliert hat und dort eigenständig weiterentwickelt, statt bei jedem Nachweis erneut frisch aus einem Bienenstock eingetragen zu werden.

Bedeutung für den Schutz von Wildbestäubern

Der Fall reiht sich in ein größeres Muster ein. Eine vielzitierte Studie von Matthias Fürst und Kollegen aus dem Jahr 2014 verglich die Verbreitung zweier anderer Erreger, des Flügeldeformationsvirus und des Mikrosporidienpilzes Nosema ceranae, in Honigbienen und Hummeln aus Großbritannien und der Isle of Man. Je höher die Erregerhäufigkeit in den Honigbienenvölkern einer Region war, desto häufiger fanden sich dieselben Erregerstämme auch in den dortigen Hummelpopulationen. Die Autoren schlossen daraus, dass gehaltene Honigbienenvölker eine wesentliche Quelle für neu auftretende Krankheiten in Wildbestäubern darstellen können.

Für Black Queen Cell Virus liegt bislang keine vergleichbar umfassende Datenlage vor, doch die Befunde aus Nordamerika und China zeichnen ein ähnliches Bild: Ein Erreger, der ursprünglich nur bei Honigbienen beschrieben wurde, hat die Artgrenze übersprungen und zirkuliert inzwischen eigenständig in wilden Hummelbeständen. Welche konkreten Folgen das langfristig für einzelne Hummelvölker hat, insbesondere für Königinnen, in deren Zellen der Erreger einst entdeckt wurde, ist bislang nicht abschließend untersucht. Für den Schutz von Wildbestäubern folgt daraus eine praktische Konsequenz: Die Gesundheit gehaltener Honigbienenvölker und die Verbreitung ihrer Krankheitserreger in der Umgebung sind kein rein imkerliches Thema, sondern betreffen unmittelbar auch die wilden Verwandten der Honigbiene.

Quellen

• Bailey, L., Woods, R. D. (1977): Two more small RNA viruses from honey bees and further observations on sacbrood and acute bee-paralysis viruses. Journal of General Virology, 37(1), S. 175–182.
• Spurny, R., Přidal, A., Pálková, L., Kiem, H. K. T., de Miranda, J. R., Plevka, P. (2017): Virion Structure of Black Queen Cell Virus, a Common Honeybee Pathogen. Journal of Virology, 91(7), e02100-16. journals.asm.org/doi/full/10.1128/jvi.02100-16
• Peng, W., Li, J., Boncristiani, H., Strange, J. P., Hamilton, M., Chen, Y. (2011): Host range expansion of honey bee Black Queen Cell Virus in the bumble bee, Bombus huntii. Apidologie, 42(5), S. 650–658. link.springer.com/article/10.1007/s13592-011-0061-5
• Alger, S. A., Burnham, P. A., Boncristiani, H. F., Brody, A. K. (2019): RNA virus spillover from managed honeybees (Apis mellifera) to wild bumblebees (Bombus spp.). PLOS ONE, 14(6), e0217822. journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0217822
• Xu, J., Zhang, Z., Guo, Y., Yang, H., Li, X., Guo, Y., Zeng, H., Wu, Y., Yao, J., Li, J. (2024): Occurrence of black queen cell virus in wild bumble bee communities in China. Journal of Economic Entomology, 117(3), ab S. 705, Artikel toae053, DOI 10.1093/jee/toae053.
• Fürst, M. A., McMahon, D. P., Osborne, J. L., Paxton, R. J., Brown, M. J. F. (2014): Disease associations between honeybees and bumblebees as a threat to wild pollinators. Nature, 506, S. 364–366.
• BeeHistory – Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0, Link

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