Neue methodische Entwicklungen zur Untersuchung der Ursachen des weltweit beobachteten Bienensterbens sind nötig, um die lebenswichtige Ökosystemdienstleistung der Bestäubung zu gewährleisten. Die ökologisch und wirtschaftlich bedeutsame Honigbiene (Apis mellifera) ist ein wichtiger Nichtziel-Organismus im Zulassungsverfahren für gentechnisch veränderte Pflanzen. Bisher sind vor allem Methoden zur Testung erwachsener Bienen unter Laborbedingungen verwendet worden, aber für eine Risikobewertung mit Hilfe von standardisierten Bienenkolonien oder in vitro gezüchteten Honigbienenlarven sind keine robusten Methoden oder standardisierte Protokolle vorhanden. In dieser Arbeit wurde eine Vielzahl an neuen methodischen Ansätzen für die Biosicherheitsforschung entwickelt: eine Mortalitäts-Falle (Kapitel II), ein "Full-Life-Cycle" Test (III), eine robuste in vitro Aufzucht-Methodik (IV), ein standardisierter in vitro Test für Bt-Pollen (V), eine gemischte Toxizitätsprüfung für transgene Reinproteine (VI) und eine Überprüfung der Darmmikroflora sowie der Pollenverdauungrate (VII). Die Ergebnisse dieser Studien zeigten keine nachteiligen Wirkungen von Bt-Maispollen oder Bt-Reinproteinen im "Worst-Case" Szenario auf Honigbienen. In Anbetracht der Datenlage ist eine Schädigung der Honigbiene durch den getesteten Bt-Mais Mon89034xMon88017 unwahrscheinlich. Die Anwendung der Untersuchungsmethoden in zukünftigen Biosicherheitsstudien für transgene Pflanzen wird empfohlen. / Honey bee pollination is an ecologically and economically important ecosystem service. New methodological developments are needed to research the underlying factors of globally observed bee losses. The honey bee (Apis mellifera) is a key non-target arthropod species for environmental risk assessment of genetically modified (GM) crops. For GM-crop risk assessments, mainly methods for monitoring adult honey bees under laboratory conditions are documented. However, protocols with robust methods for standardized colonies or in vitro reared honey bee larvae are currently lacking. Within the research, presented in this this dissertation, multiple methodological developments are achieved; a mortality trap (Chapter II), a ‘full life cycle test’ (III), a novel in vitro rearing methodology (IV), a standardized in vitro test for Bt-pollen (V), a mixed toxicity test for purified transgenic proteins (VI), and a bacterial flora test with pollen digestion rate monitoring (VII). Overall, the studies did not indicate a detrimental effect caused by Bt-maize pollen, or by purified Bt-proteins at worst case exposure levels. Considering the risk for honey bees and larvae, we conclude that the tested Bt-maize Mon89034xMon88017 is not likely to cause harm to honey bee colonies. The study methods presented are highly recommended for future environmental risk assessment studies testing GM-crop biosafety on honey bees.

Techn. Univ., Diss.--Hamburg-Harburg, 2004.

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--München.

Universiẗat, Diss., 2002--München.

Techn. Universiẗat, Diss., 2004--München. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2003.

Techn. Universiẗat, Diss., 2001--Braunschweig.

Universiẗat, Diss., 1991--Paderborn.

Techn. University, Diss., 2001--Berlin.

Triclosan (TCS) is a personal care product with many fields of application and is of public interest for several years now. Monitoring studies showed that TCS is a ubiquitous chemical in the aquatic environment. Aquatic organisms are exposed to TCS in a broad range of concentrations, from ng L-1 up to lower μg L-1. TCS has a bactericidal effect for various types of gram-positive and gram negative bacteria. TCS targets a specific bacterial fatty acid biosynthetic enzyme, enoyl-[acyl-carrier protein] reductase (Schweizer, 2001). Therefore the terminal reaction in the fatty acid elongation cycle is inhibited (Levy et al., 1999). Although effects on non-target organisms are reported, the Mode of Action (MoA) of TCS is not well examined for those organisms. The aim of this PhD thesis was to investigate effects of TCS on non-target autotrophic organisms at different levels of biological complexity in the aquatic environment. In this thesis microalgae have been found to be very sensitive to TCS. In some cases even higher sensitivities than in bacteria were observed, which is in accordance with published effect data (Harada et al., 2008; Orvos et al., 2002). Similarly to bacteria, high species sensitivity differences were observed for algae (Franz et al., 2008). In bacteria these sensitivity differences can be ascribed to several resistance mechanisms reported in Schweizer (2001). These findings lead to the question about the reasons for species sensitivity differences in algae. A mesocosm study was performed to detect effects of TCS across levels of biological organization and to investigate the impact of sensitivity differences on complex aquatic communities. For that purpose, structural and functional effects parameters were observed.

Um die Effekte von Umweltchemikalien auf Populationen von Fließgewässerorganismen zu untersuchen, sind an der TU Dresden Fließrinnen entwickelt worden. Die Komplexität wurde bewusst reduziert, um die beobachteten Effekte besser kausal analysieren zu können. Nach einer Erweiterung des Nahrungsnetzes um Grazer (Eintagsfliegen-Larven) und der weiteren Optimierung der Methode zur Bestimmung des Aufwuchses (Periphyton) wurden 2 Experimenten mit einem Pflanzenschutzmittel (Fenoxycarb) und einer Industriechemikalie (Bisphenol A) durchgeführt, um die Effekte dieser Chemikalien auf den Aufwuchs, die Eintagsfliegen-Larven Rhithrogena semicolorata und Seratella ignita, sowie Oligochaeten der Art Lumbriculus variegatus zu erfassen. Die Wirkung von Fenoxycarb in 4 Konzentrationen von 0,05 bis 50 µg L-1 wurde über eine Dauer von 101 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter, den Aufwuchs und L. variegatus wurden keine Effekte festgestellt. Bei R. semicolorata wurden Effekte auf das Überleben und die Emergenz beobachtet. Für den Endpunkt "Anzahl der toten Larven in der Fließrinne" wurde eine LC50 von 3,3 µg L-1 bestimmt. Die akute Toxizität (48 h LC50) von Fenoxycarb für S. ignita ist größer als 5 mg L-1. Bei Larven von S. ignita wurden 72 Tage nach Applikation Effekte beobachtet werden, die dem Wirkmechanismus von Fenoxycarb entsprechen. In der höchsten Konzentration zeigten ca. 80 % der emergierten Tiere morphologische Abnormalitäten an 4 Segmenten des Abdomens. Die Exposition erfolgte möglicherweise durch an Aufwuchs bzw. Detritus gebundene Substanz oder deren Metabolite, da die Substanz 19 Tage nach Applikation im Wasser nicht mehr nachweisbar war. Im zweiten Experiment wurde Wirkung von Bisphenol A in 3 Konzentrationen von 5 bis 500 µg L-1 (effektiv 0,24 bis 24,1 µg L-1) über eine Dauer von 103 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter wurde kein Einfluss festgestellt. Der Aufwuchs in der höchsten Konzentration erreichte nur die Hälfte des Biomasse-Maximums der Kontrolle. Die EC10 beträgt 1,8 und die EC50 21,7 µg L-1 (effektiv). Das Populationswachstum von Lumbriculus variegatus war in den beiden höchsten Konzentrationen im Vergleich zur Kontrolle um ca. 50 % reduziert. Die akute Toxizität (LC50 96 h) für L. variegatus beträgt 5,3 mg L-1. Für das Populationswachstum in den Fließrinnen wurde eine EC10 von 0,11 µg L-1 (effektiv) ermittelt, die um den Faktor 48184 unter der akuten Toxizität liegt. - Anlage: Rohdaten (0,53 MB)- Nutzung: Referat Informationsvermittlung der SLUB"