Bombus pensylvanicus, die amerikanische Hummel, ist eine bedrohte Hummelart, die in Nordamerika heimisch ist. Es kommt im Osten Kanadas, in weiten Teilen der östlichen Vereinigten Staaten und in weiten Teilen Mexikos vor. Einst die am weitesten verbreitete Hummel im Süden der Vereinigten Staaten, sind die Populationen von Bombus pensylvanicus in den letzten Jahren erheblich zurückgegangen, auch in seinem wissenschaftlichen Namensvetter-Bundesstaat Pennsylvania, wo seine Anzahl als kritisch niedrig angesehen wird. Insgesamt ist die Bevölkerung in den letzten 20 Jahren um fast 90% zurückgegangen. Bombus pensylvanicus neigt dazu, auf offenem Ackerland und Feldern zu leben und zu nisten. Es ernährt sich von mehreren Nahrungspflanzen, bevorzugt Sonnenblumen und Klee und fungiert als Bestäuber.

Bombus pensylvanicus gehört zur Ordnung der Hautflügler (bestehend aus Ameisen, Wespen, Bienen und Sägewespen), der Familie Apidae (bestehend aus Kuckuck, Bagger, Zimmermann, Hummel und Honigbienen), der Unterfamilie Apinae (bestehend aus Honig-, Orchideen-, Hummel-, Langhörnchen- und Baggerbienen) und der Gattung Bombus (bestehend aus Hummeln). Innerhalb von Bombus gehört B. pensylvanicus zur Untergattung Thoracobombus, zu der Arten wie Bombus armeniacus, Bombus pauloensis, Bombus dahlbomii, Bombus fervidus, Bombus humilis, Bombus morio, Bombus muscorum, Bombus pascuorum, Bombus pomorum, Bombus ruderarius, Bombus sylvarum und Bombus transversalis gehören. Bombus pensylvanicus wird manchmal mit B. terricola oder B. auricomus verwechselt, aber sein nächster Verwandter ist Bombus sonorus, der in Mexiko und Arizona vorkommt. Wissenschaftler behandeln Bombus sonorus manchmal als Unterart von Bombus pensylvanicus, obwohl jede Art Unterschiede in den männlichen Genitalien beibehält. Intermediäre Individuen von B. pensylvanicus und B. sonorus wurden in Gebieten mit geografischer Überlappung gefunden, aber weitere Beweise sind erforderlich, um zu unterscheiden, ob B. sonorus eine Unterart von B. pensylvanicus ist.

Bombus pensylvanicus ist eine weit verbreitete Art, die als langzüngig charakterisiert wird. Im Vergleich zu seiner ähnlichen Art B. sonorus hat B. pensylvanicus ein dunkleres Farbmuster und befindet sich im Osten der Vereinigten Staaten. Merkmale von B. pensylvanicus sind: ein gelber Brustrücken, ein schwarzer hinterer Rücken, 3 anfängliche abwechselnde schwarze und weiße Tergalsegmente, ein langer und schlaksiger Malarraum und kurze Haare. Diese Eigenschaften ähneln denen von B. fervidus und B. auricomus, was zu Verwirrung unter den Arten führt. B. pensylvanicus ähnelt in Farbe und Verbreitung Bombus fervidus. In Bezug auf die Eigenschaften innerhalb des Bienenstocks misst eine größere Königin 22-26 mm im Vergleich zu einer Arbeiterin bei 13-19 mm. Männchen haben einen nach außen gerichteten Penisventilkopf mit einer breiten Bananenform und haben oft ein ausgedehntes Gelb auf dem Brustrücken nach hinten. Während Bienen normalerweise in der Nähe ihrer Nester suchen, wurde beobachtet, dass Individuen aus einer Entfernung von bis zu 1,5 Meilen zurückkehren können. Es gibt jedoch wahrscheinlich individuelle Unterschiede in der Zielsuchfähigkeit und der Zeit, die eine Biene benötigt, um zum Nest zurückzukehren. Die von den Bienen verwendete Methode ist höchstwahrscheinlich eine Versuchs- und Irrtumsmethode, kein sechster Sinn oder Zielsuchtinstinkt, da die Bienen unterschiedliche Zeitunterschiede bei der Rückkehr zum Nest beibehielten. Männchen werden im Spätsommer häufiger.

S.A. Cameron beobachtete, dass Bienen der Gattung Bombus in ihrem gesamten Verbreitungsgebiet eine vergleichbare Morphologie aufweisen, was bedeutet, dass Verhaltensanpassungen eine große Rolle bei der Besiedlung verschiedener Lebensräume spielen können. Die mimetische Evolution wird postuliert, um sowohl interspezifische als auch intraspezifische Variationen des Farbmusters zu berücksichtigen. Der östliche nordamerikanische B. pensylvanicus und der westliche nordamerikanische B. sonorus sind Taxa, die eine ähnliche Morphologie aufweisen, jedoch unterschiedliche Farbmuster und unterschiedliche männliche Genitalien aufweisen. In Gebieten, in denen sich die beiden Taxa überschneiden, gibt es eine genetische Introgression zwischen B. sonorus und B. pensylvanicus, was darauf hindeutet, dass die beiden Taxa tatsächlich Artgenossen sind (da sie fruchtbare Nachkommen hervorbringen) und am besten als Unterarten betrachtet werden.

Bombus pensylvanicus reicht von den östlichen Great Plains bis in den Osten und die Mitte der USA, Südkanada und Mexiko. Die Art ist seltener geworden und nimmt hauptsächlich in nördlichen Teilen ihres Verbreitungsgebiets ab. B. pensylvanicus nistet im Allgemeinen in Feldern mit langem Gras, kann aber manchmal unterirdisch nisten. Die Art verwendet Heubündel oder langes Gras, um geschützte oberirdische Nester zu schaffen. Einige nisten in etablierten Spalten und Höhlen, wie alten Vogelnestern, Nagetierhöhlen oder in Schlackenblöcken. Es wurde sogar festgestellt, dass diese Art in von Menschen gemachten Gegenständen wie Eimern oder Scheunen nistet.

Bombus pensylvanicus behält einen Fortpflanzungszyklus bei, der anderen Hummelarten ähnelt. Umweltfaktoren sowie die Zugänglichkeit von Ressourcen beeinflussen den zyklischen Fortschritt der Kolonie. Der Zyklus beginnt im Februar und endet etwa im November oder Dezember. Weibliche Bienen können Eier produzieren, ohne dass eine Paarung erforderlich ist, ein Prozess, der als Haplodiploidie bekannt ist. Unbefruchtete Eier entwickeln sich zu Männchen, während befruchtete Eier sich zu Arbeiterinnen oder Bienenköniginnen entwickeln. Der Fortpflanzungszyklus beginnt im Juli /August, wenn sich ein Männchen mit einer frisch geschlüpften Königin paart. Die befruchtete Königin bleibt bis zum Frühjahr des nächsten Jahres im Winterschlaf und wartet auf die optimalen Bedingungen, um nach einem Nest zu suchen. Im März sammelt die Bienenkönigin Pollen und Nektar als Nahrungsquelle und baut einen Wachstopf und gründet ihre Kolonie. Diese Kolonien arrangieren und initiieren höchstwahrscheinlich im Februar. Arbeiterinnen entwickeln sich durch den gesammelten Pollen, da er die Eierstöcke zur Bildung von Eiern anregt, die von den Männchen des Vorjahres befruchtet werden. Die Königin wärmt die Eier zunächst weiter, dann setzen die Eier ihren Entwicklungszyklus fort: zuerst Larvenstadium, dann Puppen und schließlich erwachsene Arbeiterinnen. Die Arbeiterinnen kümmern sich um Nest und Eier, während die Königin Eier legt. Dieser Prozess vom Ei zur erwachsenen Biene dauert etwa 4-5 Wochen. Anfängliche Arbeiter suchen nach Futter und vergrößern die Kolonie, indem sie Ressourcen für das Wachstum einbringen. Daher sind Arbeiterinnen, die später im Jahr, etwa im Hochsommer, schlüpfen, tendenziell größer als anfängliche Arbeiterinnen. Die Bienenstöcke wachsen weiter und im Spätsommer können es mehr als 200 Arbeiterbienen sein. An dem Punkt, an dem die Größe des Bienenstocks ausreicht, stoppt die Königin die Produktion einer Chemikalie, die die Eierstockproduktion bestimmter Weibchen verhindert, was zur Spezifizierung der Produktion von Bienenköniginneneiern und männlichen Eiern führt. Bestimmte Arbeiterinnen können ihre eigenen Eier produzieren, aber die Königin wird sie normalerweise loswerden. Der ständige Kampf zwischen der Königin und den Arbeitern dauert bis zum Spätsommer an, wenn die Arbeiter die Königin zu Tode stechen. Der Zyklus beginnt im Winter von neuem, wenn die Eier der Bienenkönigin schlüpfen und die Arbeiterbienen sterben.

B. pensylvanicus weist innerhalb seines Kolonienzyklus eine unterschiedliche Stabilität auf. Königinnen gelten als die dominierende Kaste, da sie normalerweise die größten Bienen der Kolonie sind. Wenn männliche Arbeiterbienen in der durchschnittlichen Flügellänge größer werden, werden sie zur dominierenden Kaste, wenn die Anzahl der Königinnen abnimmt. Die Flügellänge der Männchen variiert je nach dem Zeitpunkt der Kolonienentwicklung. Anfängliche Männchen, die die Kolonie gefunden haben, haben tendenziell eine geringere Flügellänge als die erste oder zweite Generation der Kolonie. Das Nahrungsangebot ist zunächst knapp, da die Königin die Futtersucher ist. Bis Juli sind die Arbeiter die nahrungssuchende Kaste und es ist eine enorme Zunahme der Körpergröße zu beobachten. Die Arbeiteranteile nehmen ab, wenn sich fortpflanzungsfähige Männchen entwickeln, was einen Wendepunkt in der Kolonie darstellt, da die männliche Größe zunimmt, bis sich aktive Bienen in der Nähe von November und Dezember auf die Größe einer Königin entwickeln, wenn sich die Arbeiterpopulation auflöst. Königinnen haben die geringste Standardabweichung für die durchschnittliche Flügellänge und sind somit die stabilste Kaste in der Kolonie. Es wird postuliert, dass dies daran liegt, dass Königinnen in kurzer Zeit gemacht werden, wenn die Ressourcen der Kolonie ihre Schwelle erreicht haben. Die Aktivität von B. pensylvanicus in einer subtropischen Zone ähnelt der von Arten in gemäßigten Zonen, wobei Perioden beibehalten werden, in denen es keine aktiven Bienen gibt.

Obwohl Bombus pensylvanicus eine aposematische Färbung und einen defensiven Stachel beibehält, ist er vielen Raubtieren ausgesetzt. Raubtiere werden wahrscheinlich durch Angriffe verursacht, um die Ressourcen des Bienenstocks zu gewinnen, der reichlich Nektar, Larven und Pollen aus Kohlenhydraten und Proteinen enthält. Raubtiere bestehen hauptsächlich aus Säugetieren wie Stinktieren, Bären und Waschbären. Darüber hinaus werden Hummeln von Vögeln als Nahrung gejagt. Futtersucher werden häufig von Wirbellosen vordatiert. Krabbenspinnen und kryptisch gefärbte Hinterhaltwanzen überfallen Bienen an Blumen, um sie zu fangen. Räuberfliegen ähneln Hummeln und umklammern die Hummeln, setzen sie mit Enzymen ein und fressen dann ihre inneren Organe. Mallophora bomboides ist eine Raubfliegenart, die speziell B. pensylvanicus jagt und sie als Vorbild für batesianische Mimikry verwendet. Wespen, wie die Bienenwolfart Philanthus bicinctus, fangen Bienen ab, lähmen sie dann mit Gift und ernähren damit die Larven der Wespe. Assassinenwanzen und Libellen sind auch häufige Raubtiere der Biene.

Hummeln beherbergen im Allgemeinen eine Vielzahl von Parasitoiden, bei denen die Larven im lebenden Wirt wachsen. Die Mehrheit der Parasitoide für Hummeln sind Fliegen und etwa 30 Prozent oder mehr Bienen in dem Gebiet können infiziert sein. Der Prozess des Parasitismus besteht darin, dass sich die Fliege im Flug an der Biene festsetzt und ihre Eiablagen zwischen die Terga der Biene einfügt. Die Larvenfliege schlüpft im Bienenwirt und entwickelt sich, indem sie sich vom Gewebe des Wirts ernährt. Die Biene lebt etwa zwei Wochen, bevor sie stirbt. Die Fliege verpuppt sich dann und verbringt den Winter voll entwickelt in der Biene, bevor sie im folgenden Jahr auftaucht. Bombus pensylvanicus beherbergt eine "Kuckuck" -Hummelart, B. variabilis. Überwinternde Hummelköniginnen werden von einem Nematodenwurm, Sphaerularia bombi, parasitiert. Dieser Parasit verkürzt nicht die Lebensdauer, sondern bewirkt die Sterilisation der Königin. Es wurde beobachtet, dass betroffene Königinnen zwei bis drei Wochen später Futter suchen als solche, die nicht betroffen sind. Parasitäre Mikroorganismen nutzen auch Bienen als Wirt. Die Wirkung parasitärer Mikroorganismen kann tödlich oder subletal sein. Krankheitserreger können innerhalb eines Volkes übertragen werden oder die Biene kann an Blüten infiziert werden. Trachealmilben (Locustacarus buchneri) führen zu einer verminderten Nahrungssucheffizienz, indem sie in den Alveolen der Biene leben. Bestimmte Protozoen und Pilze verbrauchen das Wirtsgewebe oder die Darmsubstanzen des Verdauungstrakts der Hummel, wodurch die Nahrungssucheffizienz, die Lebensdauer und damit die Koloniefitness verringert werden. Bienen können symbiotische Bakterien enthalten, die eine gewisse Immunität gegen Krankheitserreger bieten. Eine weitere Exposition gegenüber Lebensraumverlust sowie Pestizidbelastung kann zu einer Veranlagung der Bienen führen und so den Verfall der Art fördern.

Da Hummeln sich durch ein auffälliges Farbmuster sowie einen Abwehrstich auszeichnen, sind sie an mimetischen Komplexen (sowohl Müller-Mimikry als auch Batesianische Mimikry) mit anderen Insekten beteiligt, die ebenfalls weniger Raubtiere gewinnen. Bombus pensylvanicus wird von verschiedenen Sägewespen, Tagfliegenmotten (z. B. Hemaris diffinis), Käfern, Fliegen und anderen Bienen wie Zimmermannsbienen und Baggerbienen nachgeahmt.

Wesselingh und Arnold (2000) untersuchten die Bestäuberpräferenzen an Iris fulva (rotblühend) und Iris brevicaulis (blaublühend). B. pensylvanicus bevorzugte purpurblütige Hybriden. Die Bienen besuchten die meiste Zeit die nächstgelegenen Blumen, was zeigte, dass die Bewegungen normalerweise zwischen einer Vielzahl von Blütentypen stattfanden, anstatt nur einer Blütentypologie Priorität einzuräumen. Somit ist ein Mangel an intermediären Genotypen von Irishybriden nicht auf die Bestäuberpräferenz von B. pensylvanicus zurückzuführen, sondern das Bestäubungsverhalten erfolgt durch Mischpaarung alternierender Blütentypen verschiedener Bestäubungssyndrome.

Johnson testete auf intraspezifische Größenressourcennutzungsunterschiede in B. pensylvanicus. In Minnesota gab es Blüten mit kurzen Blütenkronen und langen Blütenkronen in Einzel- und Mischbeständen. In Mischbeständen wurden Häcksler mit kurzen Blütenkronen und kürzeren Rüsseln (Zunge) entdeckt. Johnson kam zu dem Schluss, dass B. pensylvanicus-Sammler die Kronenlänge bevorzugen würden, die ihrer Rüssellänge entspricht. Ein weiterer Vergleich von Artgenossen aus gemischten und Einzelartenbeständen ergab eine kürzere Rüssellänge für gemischte Arten im Vergleich zu Einzelartenbeständen für die kurze Krone. Diese Studie postulierte, dass eine Vielfalt blühender Arten die spezifische Biene beeinflussen kann, die die Art für den Bestand einzelner Arten bestäubt.

Es wurde festgestellt, dass sich Hummelarten in den Jahren 1940-1960 erheblich verschlechtern und derzeit weiter abnehmen. Die Verbreitungsgebiete von Bombus pensylvanicus sind speziell in Illinois zurückgegangen, zeitgleich mit landwirtschaftlichen Investitionen innerhalb des Staates. Lozier und Cameron bewerteten die genetische Struktur mithilfe von Mikrosatellitenmarkern in Illinois, um die genetische Variation historischer und zeitgenössischer Sammlungen innerhalb von B. pensylvanicus zu vergleichen. Es wurde festgestellt, dass B. pensylvanicus eine größere Populationsstruktur aufwies, was auf einen verringerten Genfluss und eine verringerte Ausbreitung zwischen Populationen hinweist. Es wurde festgestellt, dass die genetische Vielfalt im Laufe der Zeit insgesamt nicht signifikant verändert wurde, aber es gab einige Reduktionen bei B. pensylvanicus. Leichte Verluste der genetischen Vielfalt bei B. pensylvanicus könnten ein Hinweis auf den Rückgang der Art sein. Diese Ergebnisse wurden aufgrund des jüngsten Bevölkerungsrückgangs erwartet, der zu einem Rückgang der genetischen Vielfalt bei schweren Engpasssituationen führen würde. Daher könnte die Veränderung des Genflusses auf eine mögliche zukünftige genetische Differenzierung des B. pensylvanicus hindeuten.

Aktuelle Forschungen besagen, dass Bombus pensylvanicus ungewöhnlich ist und schnell abnimmt. Wie in den vorherigen Abschnitten erwähnt, hat das nördliche Verbreitungsgebiet von B. pensylvanicus erheblich abgenommen. Einst die am häufigsten vorkommende Art in den südlichen Vereinigten Staaten, ist B. pensylvanicus heute eine seltene Art, die in bestimmten Gebieten ausgerottet wurde und in anderen Rückgänge erlitten hat. Erhaltungsbemühungen werden gefördert, um die Arten einschließlich der Landwirtschaft mit wildtierfreundlichen Techniken wie Hecken und Schädlingsbekämpfung zu erhalten.