Flüssiger Stickstoff dient als präzises kryogenes Werkzeug, das verwendet wird, um verdeckelte Honigbienenlarven in einem bestimmten, kontrollierten Bereich des Brutrahmens schnell abzutöten. Durch sofortiges Einfrieren der Larven simuliert diese Methode den natürlichen Tod, ohne den Körper der Larve physisch zu beschädigen oder Körperflüssigkeiten freizusetzen. Dies schafft eine standardisierte "Todeszone", die die Kolonie herausfordert, die beeinträchtigte Brut zu erkennen und zu entfernen, und liefert so einen messbaren Maßstab für ihr Hygieneverhalten.
Der entscheidende Vorteil von flüssigem Stickstoff ist seine Fähigkeit, Larven abzutöten, ohne Hämolymphe (Insektenblut) austreten zu lassen. Dies stellt sicher, dass die Arbeitsbienen die Brut entfernen, weil sie natürliche Todes- oder Krankheitssignale erkennen und nicht künstlich durch den Geruch von verschütteten Flüssigkeiten stimuliert werden.
Die Wissenschaft des "Frozen-Killed Brood" (FKB)-Assays
Schnelle kryogene Konservierung
Die Hauptfunktion von flüssigem Stickstoff in diesem Test besteht darin, als kryogenes Medium zu fungieren. Er senkt die Temperatur des ausgewählten Brutbereichs so schnell, dass die Larven sofort absterben.
Da das Einfrieren sofort erfolgt, bleibt die physische Struktur der Larven unter der Wachsverdeckelung intakt. Dies bildet die Grundlage für einen Test, der auf den sensorischen Fähigkeiten der Bienen und nicht auf visuellen Hinweisen beruht.
Simulation natürlicher Pathologien
In der realen Welt sterben Larven oft an Krankheiten (wie Amerikanische Faulbrut oder Kalkbrut) ohne physisches Trauma. Die Methode mit flüssigem Stickstoff ahmt diesen natürlichen inneren Tod nach.
Sie zwingt die Arbeitsbienen, sich auf ihren Geruchssinn zu verlassen, um die toten Puppen durch die Wachsverdeckelung zu erkennen, was die Definition von echtem Hygieneverhalten ist.
Schaffung eines einheitlichen Reizes
Damit der Test gültig ist, muss die Herausforderung für die Bienen konsistent sein. Flüssiger Stickstoff ermöglicht es Forschern und Züchtern, einen bestimmten, kreisförmigen Brutbereich standardmäßig abzutöten.
Dieser einheitliche Reiz ermöglicht die Quantifizierung der Geschwindigkeit der Kolonie. Durch Messung, wie schnell die Bienen diesen spezifischen gefrorenen Bereich räumen, können Züchter die soziale Immunität der Kolonie objektiv bewerten.
Warum nicht-invasives Töten wichtig ist
Vermeidung von falsch-positiven Ergebnissen
Mechanische Methoden, wie das Stechen von Larven mit einer Nadel, werden oft als Alternativen verwendet. Diese Methoden durchstechen jedoch die Larvenhaut und verursachen Hämolymphe-Austritt.
Wenn Hämolymphe austritt, setzt sie starke Alarmsignale und Gerüche frei, die für Bienen leicht zu erkennen sind. Dies kann eine Reinigungsreaktion auslösen, selbst bei Kolonien, die keine überlegene hygienische Genetik besitzen, was zu ungenauen Daten führt.
Genaue Bewertung der sozialen Immunität
Das Ziel des Tests ist die Messung der sozialen Immunität – der kollektiven Fähigkeit der Kolonie, die Ausbreitung von Krankheiten zu verhindern.
Durch die Verwendung von flüssigem Stickstoff, um den Austritt von Flüssigkeiten zu verhindern, stellen Sie sicher, dass der Test die genetische Empfindlichkeit der Kolonie gegenüber kranker Brut misst und nicht nur ihre Reaktion auf physische Schäden.
Betriebliche Überlegungen und Kompromisse
Komplexität der Ausrüstung
Obwohl wissenschaftlich überlegen, erfordert die Methode mit flüssigem Stickstoff spezielle Handhabung. Im Gegensatz zu mechanischen Werkzeugen erfordert sie kryogene Lagertanks und Sicherheitsprotokolle für den Umgang mit dem Gefriermittel.
Standardisierung vs. Bequemlichkeit
Der Prozess erfordert eine strikte Einhaltung von Zeitplänen und Anwendungsmethoden, um sicherzustellen, dass die Larven effektiv abgetötet werden, ohne die umliegende Wabenstruktur zu beschädigen. Dies macht ihn im Vergleich zum Nadelstechen weniger bequem für schnelle Feldbeurteilungen, aber deutlich genauer für die Zuchtauswahl.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Bei der Entscheidung für ein Testprotokoll für Hygieneverhalten bestimmt die Methode des Abtötens die Zuverlässigkeit Ihrer Ergebnisse.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf genetischer Selektion liegt: Verwenden Sie flüssigen Stickstoff, um sicherzustellen, dass Sie auf echte Geruchsempfindlichkeit und Krankheitsresistenz selektieren und nicht nur auf Wundreaktion.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Datengenauigkeit liegt: Verlassen Sie sich auf flüssigen Stickstoff, um die störende Variable des austretenden Hämolymphs zu eliminieren, die Leistungskennzahlen verzerren kann.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Quantifizierung liegt: Verwenden Sie den flüssigen Stickstoff FKB-Assay, um ein einheitliches, messbares Ziel zu schaffen, das einen direkten Vergleich zwischen verschiedenen Kolonien ermöglicht.
Die Verwendung von flüssigem Stickstoff verwandelt einen einfachen Reinigungstest in einen rigorosen Assay zur Identifizierung von Honigbienenpopulationen mit hohem Potenzial und Krankheitsresistenz.
Zusammenfassungstabelle:
| Merkmal | Flüssiger Stickstoff (FKB) Assay | Mechanisches Nadelstechen |
|---|---|---|
| Mechanismus | Schnelles kryogenes Einfrieren | Physisches Durchstechen von Larven |
| Larvenzustand | Intakt, kein Flüssigkeitsaustritt | Beschädigt, Hämolymphe-Austritt |
| Sensorischer Auslöser | Olfaktorisch (Natürliche Todessignale) | Alarmreaktion (Wundsignale) |
| Genauigkeit | Hoch – Misst soziale Immunität | Niedriger – Kann falsch-positive Ergebnisse liefern |
| Ausrüstung | Kryotanks & Sicherheitsausrüstung | Einfache Nadeln oder Stechwerkzeuge |
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Referenzen
- Elena Facchini, E.W. Brascamp. Hygienic behaviour in honeybees: a comparison of two recording methods and estimation of genetic parameters. DOI: 10.1007/s13592-018-0627-6
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von HonestBee Wissensdatenbank .
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