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Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields impair the Cognitive and Motor Abilities of Honey Bees.

[Niederfrequente elektromagnetische Felder stören die kognitiven und motorischen Fähigkeiten von Honigbienen].

Veröffentlicht in: Sci Rep 2018; 8 (1): 7932

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte untersucht werden, wie eine akute Exposition von Honigbienen bei 50 Hz-Magnetfeldern, wie sie in der Nähe von Hochspannungsleitungen auftreten, das Lernen und das Gedächtnis, die motorischen Fähigkeiten und die Futtersuche sowie Futteraufnahme beeinflusst.
Hintergrund/weitere Details: Es wurden drei Experimente durchgeführt:
Für das erste Experiment, welches Lernen und Gedächtnis-Fähigkeiten untersuchte, wurden 438 Bienen immobilisiert und in vier Gruppen unterteilt : 1a) Schein-Exposition (n=114), 1b) 20 µT Magnetfeld (n=111), 1c) 100 µT Magnetfeld (n=106) und 1d) 1000 µT Magnetfeld (n=107).
Im zweiten Experiment wurde die Frequenz des Flügelschlags bei angebundenen Bienen bestimmt. Die folgenden Gruppen wurden untersucht (n=30 pro Gruppe): 2a) Schein-Exposition, 2b) 100 µT Magnetfeld, 2c) 1000 µT Magnetfeld und 2d) 7000 µT Magnetfeld.
Im dritten Experiment wurden die Futtersuche und Futteraufnahme bei 2.919 Bienen in einer Arena mit dem Bienenstock an der einen und dem Futterplatz an der anderen Seite untersucht. Nach 30 Minuten zur Adaption und um den Futterplatz zu finden, wurden 15 Minuten Verhalten als Basislinie aufgezeichnet. Dann wurde das Verhalten während 15 Minuten Exposition bei einem 100 µT Magnetfeld oder Schein-Exposition aufgezeichnet. Sieben Tage später wurde das Experiment wiederholt und Bienen, die zuvor schein-exponiert wurden, wurden nun Magnetfeld-exponiert und andersherum.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: 1 Minute (4 mal zwischen den 5 Konditionieruns-Durchgängen)
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: 2,5 Sekunden
Exposition 3: 50 Hz
Expositionsdauer: 15 Minuten
Allgemeine Informationen
Es wurde ein Magnetfeld, wie es in der Umwelt an Masten einer 400 kV-Hochspannungsleitung auftritt, im Labor repliziert.
Exposition 1
Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 1 Minute (4 mal zwischen den 5 Konditionieruns-Durchgängen)
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau Magnetfeld wurde generiert mit selbst-gefertigten paarigen Spulen mit einem inneren Durchmesser von 25 cm; Spulen wurden im Abstand von 14 cm montiert
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo für die Schein-Exposition floss kein Strom durch die Spulen
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 20 µT - gemessen - -
magnetische Flussdichte 100 µT - gemessen - -
magnetische Flussdichte 1.000 µT - gemessen - -
Exposition 2
Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 2,5 Sekunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 100 µT - gemessen - -
magnetische Flussdichte 1.000 µT - gemessen - -
magnetische Flussdichte 7.000 µT - gemessen - -
Exposition 3
Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 15 Minuten
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau gleiches Set-up wie Exposition 1, aber Spulen wurden im Abstand von 20 cm montiert
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 100 µT - gemessen - -
Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

  • Kognitions-/Verhaltensendpunkte: Lernen und Gedächtnis (Reflex zum Ausfahren des Saugrüssels in einer Arena nach der Konditionierung mit einem Geruchs-Stimulus und Zucker-Lösung); motorische Fähigkeiten (Frequenz des Flügelschlags 0,5 Sekunden bevor und 2,5 Sekunden nachdem die Exposition begann, Video-Aufzeichnungen); Futtersuche (Anzahl der erfolgreichen Flüge, d.h. von der einen Seite der Arena (Bienenstock) zur anderen Seite (Futterplatz) und zurück) und Futteraufnahme (Anzahl der futteraufnehmenden Bienen jede Minute) (Video-Aufzeichnungen)
Untersuchtes Material:
Untersuchungszeitpunkt:
  • vor der Befeldung
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Im ersten Experiment zeigten exponierte Bienen (Gruppen 1b, 1c, 1d) im Vergleich zur Schein-Exposition (Gruppe 1a) signifikant verschlechterte Lern- und Gedächtnis-Fähigkeiten. Mit höheren Flussdichten (100 µT (Gruppe 1c) und 1000 µT (Gruppe 1d)) wurde diese Wirkung signifikant deutlicher, zwischen den Gruppen 1c und 1d gab es jedoch keinen signifikanten Unterschied.
Im zweiten Experiment war die Frequenz des Flügelschlags umso größer, je höher die Flussdichte war. Die Wirkung war verglichen mit der Schein-Exposition statistisch signifikant bei Bienen, die bei 7000 µT exponiert wurden (Gruppe 2d).
Im dritten Experiment war die Anzahl an erfolgreichen Ausflügen bei exponierten Bienen im Vergleich zu schein-exponierten signifikant verringert. Außerdem war die Anzahl an Bienen, die mit der Futteraufnahme beschäftigt waren, bei den exponierten geringer als bei den schein-exponierten. Der Unterschied war statistisch signifikant nach einer Expositionszeit von 10 Minuten und länger.
Die Autoren schlussfolgern, dass die Ergebnisse darauf hindeuten, dass 50 Hz-Magnetfelder, wie sie in der Nähe von Hochspannungsleitungen auftreten, das Lernen und das Gedächtnis, die motorischen Fähigkeiten und die Futtersuche sowie Futteraufnahme bei Bienen beeinflussen könnten, was wiederum die Fähigkeit zur Bestäubung von Agrar-Pflanzen verringern könnte.
Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

  • Fundacao de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), Brazil
  • University of Southampton, UK
  • Science without Borders (Ciência sem Fronteiras, Brazil)

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  • Prolic Z et al. (2003): Behavioral differences of the insect Morimus funereus (Coleoptera, Cerambycidae) exposed to an extremely low frequency magnetic field.