Відкриття! Паразит Varroa харчується жировим тілом бджоли, а не гемолімфою (кров
Колонії бджіл у всьому світі піддаються ряду загроз, включаючи пестициди, хвороби, недоїдання та втрату середовища проживання. Недавні дослідження показують, що одна загроза набагато перевершує інші: есмінець Varroa, який спеціалізується на нападі на медоносних бджіл.
Протягом десятиліть дослідники припускали, що кліщі варроа харчуються кров’ю, як і багато їх двоюрідні кліщі та кліщі. Але нові дослідження з Університету штату Меріленд свідчать, що кліщі варроа мають ненажерливий апетит до органу медоносної бджоли, який називається жировим тілом, який виконує багато тих самих життєво важливих функцій, які виконує печінка людини, зберігаючи їжу та сприяючи імунній системі. бджоли.
Дослідження, опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences 14 січня 2019 року, може змінити розуміння дослідниками основних загроз медоносним бджолам та шукати більш ефективних методів лікування кліщів у майбутньому.
"Дослідники, що спеціалізуються на вивченні бджіл, часто посилаються на три моменти: паразити, пестициди та недоїдання. Багато досліджень показали, що варроа є найбільшою проблемою. Але коли вони скомпрометовані варроа, колонії також більш чутливі до два інших ", - сказав Семюель Ремзі, студент UMD (доктор 18 років, ентомологія), провідний автор статті. "Тепер, коли ми знаємо, що жир є мішенню варроа, ця зв'язок стає набагато очевиднішою. Втрата жиру в організмі впливає на здатність бджіл детоксифікувати пестициди та красти їх з життєво важливих запасів їжі. Жир є абсолютно необхідним для виживання бджіл. ... "
На додаток до розщеплення токсинів і зберігання поживних речовин, жирові тіла медоносних бджіл виробляють антиоксиданти та допомагають управляти імунною системою. Жирові органи також відіграють важливу роль у процесі метаморфози, регулюючи час та активність ключових гормонів. Жирне тіло також виробляє віск, який покриває частини екзоскелетів бджіл, утримуючи воду та хвороби. .
За словами Ремсі, припущення, що кліщі варроа споживають кров медоносних бджіл (точніше називається гемолімфою комах), зберігається з моменту першого опублікування теми в 1960-х роках. Оскільки ця стаття написана російською мовою, за словами Рамсі, багато дослідників вирішили цитувати перші роботи англійською мовою, в яких цитувалось оригінальне дослідження.
"Початкової роботи було достатньо, щоб показати загальний обсяг столу, з'їденого кліщем", - додав Ремзі. "Можливо, набагато простіше процитувати недавній реферат замість оригінального документу. Якби перший документ читався ширше, багато людей могли б ставити під сумнів ці припущення раніше".
Ремзі зазначив кілька спостережень, які змусили його задуматися, чи харчуються кліщі варроа чимось іншим, крім гемолімфи. Перш за все, гемолімфа комах дуже бідна поживними речовинами. Для того, щоб рости і розмножуватися такими темпами, кліщі варроа повинні споживати набагато більше гемолімфи, ніж вони змогли б отримати від однієї бджоли.
По-друге, екскременти кліщів варроа дуже сухі - на відміну від того, чого можна було б очікувати від повністю рідкої дієти на крові. Нарешті, ротові частини кліщів варроа, схоже, пристосовані для перетравлення м’яких тканин ферментами, а потім споживають отриманий м’яз. На відміну від них, кліщі, що годують кров’ю, мають дуже різний ротовий апарат, спеціально пристосований для проникнення мембрани та аспірації рідини.
Першим і найпростішим експериментом, який Ремзі та його співробітники провели, було спостереження, де на тілах бджіл кліщі варроа, як правило, прикріплюються для годівлі. Якщо кліщі займалися у випадкових місцях, стверджував Ремзі, це означало б, що вони насправді харчуються гемолімфою, яка рівномірно розподіляється по всьому тілу. З іншого боку, якби у них було улюблене місце на тілі, це могло б стати важливим ключем до їх улюбленої їжі.
"Коли вони харчуються бджолами, які не досягли зрілості, кліщі їстимуть де завгодно. Але у дорослих бджіл ми виявили дуже сильну перевагу нижній частині живота бджіл ", - сказав Ремзі. "Більше 90 відсотків кліщів, яких ми виявили у дорослих, їли звідти. Як правило, жирова тканина поширюється на тіла незрілих бджіл. У міру дорослішання бджіл тканина мігрує в нижню частину живота. "Важко було проігнорувати зв’язок, але мені потрібні були нові докази".
Ремзі та його команда безпосередньо уявляли місця рани, в яких кліщі варроа заїкалися на животі бджіл. Використовуючи техніку, яка називається обмороження, дослідники використовували рідкий азот для заморожування кліщів та їх бджіл-господарів, роблячи, по суті, фізичний "знімок" звичок харчування кліщів. За допомогою потужних скануючих електронних мікроскопів для візуалізації місць поранення Рамсі побачив чіткі докази того, що кліщі харчуються жиром.
"Зображення давали нам чудовий вид на місця поранення і те, що робили роти кліщів", - сказав Ремзі. "Я міг бачити перетравлені шматочки жиру в організмі. Кліщі перетворили бджіл на «крем для бджолиних супів». Організм розміром з обличчя бджоли піднімається вгору і поїдає орган. Це страшні речі. Але ми досі не змогли перевірити, що кров також не споживається. "
Для продовження своєї справи Рамсі та його колеги годували бджіл одним із двох флуоресцентних барвників: ураном, водорозчинним барвником, який світиться жовтим, і червоним Нілом, жиророзчинним барвником, який світиться червоним. Якщо кліщі споживали гемолімфу, Ремзі очікував побачити яскраво-жовте сяйво в животі кліщів після годування. Якщо ж він їв жирне тіло, навпаки, Ремзі передбачав червоне сяйво.
"Коли я побачив кишечник першого кліща, він був таким же яскраво-червоним, як сонце. Це було позитивним свідченням того, що жирове тіло було з'їдено", - сказав Ремзі. "Ми говорили про цих кліщів так, ніби вони були вампірами, але вони ні. Вони більше схожі на перевертнів. Ми намагалися" простромити через них колосок ", але виявляється, нам потрібна срібна куля".
Щоб зробити висновок, що кліщі не харчуються гемолімфою, Ремзі провів останній експеримент. По-перше, він ретельно вдосконалив здатність вирощувати кліщ варроа на штучному режимі - завдання не надто легке для паразита, який віддає перевагу харчуванню від живого господаря. Потім він годував їх дієтами, що складаються з гемолімфи або жирової тканини тіла, з кількома сумішами обох для хорошої міри.
Результати були вражаючими: кліщі, які харчувались дієтою з чистою гемолімфою, помирали від голоду, а ті, що харчувалися жировою тканиною, процвітали і навіть виробляли яйця.
"Ці результати потенційно можуть змінити наше розуміння шкоди бджолам кліщами", - сказав Денніс ван Енгельсдорп, професор ентомології в UMD і співавтор дослідження, який також був радником Рамсі. "Жирові тіла виконують стільки важливих функцій для бджіл. Зараз набагато краще подивитися, як вони впливають на окремих бджіл таким чином, як ми вже знаємо, що варроа шкодить бджолиним сім'ям. Принаймні важливо відкрити стільки нових можливостей для більш ефективного лікування. та цільові підходи до боротьби з кліщем ".