Paringsonderzoek

Sedert 2016 voert ZwarteBij.org paringsonderzoek uit in het Limburgse Bosland om te bestuderen of het natuurdomein geschikt zou zijn voor de oprichting van Vlaanderens’ éérste paringszone voor onze bedreigde inheemse Zwarte bij (Apis mellifera mellifera). Die Zwarte bij is onze oorspronkelijke honingbij, maar helaas vandaag de dag ernstig bedreigd omdat vele imkers om historisch gegroeide redenen uitheemse honingbijen (zoals de Carnicabij (Apis mellifera carnica) uit de Balkanregio, en de Buckfastbij, een hybride-ras van onder meer Zwarte bij en Italiaanse bij (Apis mellifera ligustica)) importeren welke de Zwarte bij doen verdwijnen door genetische pollutie. Zwarte bijenkoninginnen kunnen immers ook bevrucht worden door darren – mannelijke bijen – van bijenvolken van uitheemse origine. Nochtans is onze Zwarte bij dé sleutel tot een duurzame imkerij, welke in balans is met de natuur.

De paringsstand van ZwarteBij.org te Bosland, hier worden Zwarte darren (in de grote kasten) en maagdelijke Zwarte koninginnen (in de kleine kastjes) samengebracht opdat ze elkaar op een middag in de lucht zouden tegenkomen om de magische daad te verrichten. (Dylan Elen)

Zo een paringszone, met andere woorden een gebied waarin men zeker kan zijn dat Zwarte bijenkoninginnen door Zwarte darren bevrucht worden, is daarom noodzakelijk. In theorie is er daartoe een gebied nodig met een straal van 7 tot 12 km waarin uitsluitend Zwarte bijen voorkomen, bijenkoninginnen en darren vliegen soms immers ontzettend ver om aan hun trekken te komen … In de praktijk is zo een zone echter moeilijk realiseerbaar gezien het grote aantal imkers dat met uitheemse honingbijen werkt. Daarom werd op zoek gegaan naar die locatie in Vlaanderen die de laagste densiteit aan bijenvolken heeft, om daar vervolgens Zwarte bijenkoninginnen en Zwarte darren de opportuniteit te geven om hun ding te doen. Het is immers niet de bedoeling om met die Zwarte darren de paringen van bijenkoninginnen van imkers die uitheemse honingbijen houden, te verstoren. Zo belandde ZwarteBij.org bij Bosland.

Bovenaan de rechtervoorvleugel van een werkster Zwarte bij, onderaan de rechtervoorvleugel van een werkster Carnicabij. Let op hoe de posities van zowel het rood als het blauw omcirkelde aderknooppunt verschillen tussen beide types honingbijen. (Dylan Elen)

Aanvankelijk werd de zuiverheid van de paringen uitsluitend gecontroleerd op basis van vleugelmorfometrie. De vleugel van een honingbij is namelijk geaderd, en die beadering heeft een specifiek patroon al naargelang het type honingbij (Zwarte bij, Carnica, …). De resultaten van die vleugelmorfometrische studies toonden hoopvolle resultaten, wat ZwarteBij.org een versnelling hoger deed schakelen. In het najaar van 2018 werd er daarom voor een kleine steekproef van 7 bijenvolken elk 10 werksters – een bijenkoningin paart namelijk met meerdere darren, dus zijn er verschillende vaderlijnen in een bijenvolk aanwezig – verzameld voor DNA-analyse. Elk van deze bijenvolken had een Zwarte bijenkoningin die in Bosland op paringsvlucht geweest was. 2 van die volken konden op basis van klassiek vleugelmorfometrisch onderzoek als “hybride” beschouwd worden (Bosland F1), de andere 5 als “zuiver” (Bosland P). Naast deze bijenvolken werden er ook stalen verzameld van bijenvolken uit Chimay (Wallonië) en Texel (Nederland), waar de meest nabijgelegen resterende populaties Zwarte bijen zich bevinden, beiden bronpopulaties voor de conservatieprojecten van ZwarteBij.org. 

Schematische weergave “Van bijenvolk tot SNP-file” (Dylan Elen)

Voor elk bijenvolk werd een DNA-pool gemaakt voor de analyse. Dit gebeurde door van elk individu het DNA te extraheren en vervolgens van alle individuen van hetzelfde bijenvolk eenzelfde hoeveeldheid DNA-oplossing met eenzelfde DNA-concentratie samen te voegen. De pools werden gegenotypeerd met behulp van 60 SNP’s (Ancestry Informative Markers), unieke puntlocaties in het genoom van de honingbij waarvoor de genetische info verschilt tussen de verschillende types honingbijen. Hoewel er voor deze studie ook referentiestalen (individuen, geen pools) uit Italië (Ligusticabij) en Duitsland (Carnicabij) gegenotypeerd werden, werd voor de analyse van de resultaten gebruik gemaakt van extra referentiesequenties. (Henriques et al.; 2018) Het resultaat is hieronder weergegeven:

Genetische introgressie van de geteste bijenvolken, onderverdeeld per populatie. Blauw (M-lineage, genetische info typisch voor Zwarte bij) geeft de mate van zuiverheid aan, oranje (C-lineage, genetische info typisch voor Ligustica- en Carnicabij) de mate van genetische pollutie. Elke staafje vertegenwoordigt een bijenvolk. (Dylan Elen)

De bijenvolken die op basis van klassiek vleugelmorfometrisch onderzoek als “hybride” beschouwd werden (Bosland F1), bleken wel degelijk ernstig gehybridiseerd te zijn: hun genetica bleek nog maar voor respectievelijk 73 en 74% M-lineage te zijn. De andere bijenvolken met een koningin die in Bosland op paringsvlucht geweest was (Bosland P), scoorden beter: respectievelijk 100, 100, 89, 100, 100, 100 en 98%. De geteste bijenvolken uit de bronpopulaties scoorden eveneens vrij tot zeer goed: respectievelijk 100, 96, 100, 88 en 89% voor Chimay en 96, 100 en 97% voor Texel. Van de voor deze studie gegenotypeerde referentiestalen bleken de Apis mellifera ligustica stalen nagenoeg volledig zuiver: 100, 98, 100 en 100% (C-lineage) terwijl de Apis mellifera carnica stalen doorgaans in kleine mate gehybridiseerd waren: 84, 84, 85 en 88% (C-lineage).

De resultaten tonen aan dat:

1) Bosland wel degelijk het potentieel heeft om zuivere paringen tussen Zwarte bijenkoninginnen en Zwarte darren te faciliteren, en daarmee dus de sleutel in handen heeft voor een succesvol behoud van de Zwarte bij in Vlaanderen, ondanks het gebrek van een “Zwarte bij” zone met straal van 12 km (vervolgonderzoek zal helpen in het ontwikkelen van een beter inzicht hiervan); 

2) Klassiek vleugelmorfometrisch onderzoek kan helpen om bijenvolken die genetisch niet meer “zuiver” zijn, te detecteren, maar dat niet alle bijenvolken die de test doorstaan ook effectief 100% genetisch zuiver zijn (verder onderzoek is nodig om te bekijken in welke mate vleugelmorfometrie nuttig blijft binnen de door ZwarteBij.org gehanteerde bronpopulaties); en

3) De vervanging van de inheemse Zwarte bij door de geïmporteerde Carnicabij in Beieren niet geheel succesvol verlopen is in het verleden, het genetisch aandeel “Zwarte bij” in sommige van deze volken bedraagt na enkele decennia Carnicateelt nog steeds om en bij de 10%.

Uitzonderlijke dank gaat uit naar de leden van ZwarteBij.org die zich inzetten voor het beheer van de paringsstand, naar Léon Quiévy en Adriaan van Sandwijk voor het voorzien van stalen van respectievelijk de Chimay- en Texel-populatie en naar de lokale Natuurpunt-afdelingen en het Agentschap voor Natuur & Bos voor hun vruchtbare medewerking aan dit conservatieproject.

Deze kleinschalige studie is het resultaat van een succesvolle samenwerking tussen Dylan Elen (ZwarteBij.org & Bangor University) en dr. Dora Henriques (Instituto Politécnico de Bragança). Kosten werden gedragen door ZwarteBij.org, wetenschappelijk onderzoek wordt dan ook hoog in het vaandel gedragen. Momenteel worden de voorbereidingen getroffen voor een grootschalige analyse van zowel onze paringsstand te Bosland als onze paringsstand in de Flevopolder (NL).

Wilt u als (aspirant-)imker of geëngageerd natuurliefhebber graag meehelpen aan het behoud van ons inheems honingbijtje? Neem dan gerust een kijkje naar onze doelstelling, misschien is een lidmaatschap bij ZwarteBij.org wel echt iets voor jou!

HENRIQUES, D.; BROWNE, K.A.; BARNETT, M.W.; PAREJO, M.; KRYGER, P.; FREEMAN, T.C.; MUNOZ, I.; GARNERY, L.; HIGHET, F.; JOHNSTON, J.S.; MCCORMACK, G.P. & PINTO, M.A. 2018. High sample throughput genotyping for estimating C-lineage introgression in the dark honeybee: an accurate and cost-effective SNP-based tool. Scientific Reports. 8:8552. DOI:10.1038/s41598-018-26932-1