Откритие! Паразитът Varroa се храни с мастното тяло на пчелата, а не с хемолимфата (кръв
Пчелните семейства по света са изложени на редица заплахи, включително пестициди, болести, недохранване и загуба на местообитания. Последните изследвания показват, че една заплаха е далеч по-добра от останалите: разрушител Varroa, специализиран в нападението на медоносните пчели.
В продължение на десетилетия изследователите предполагат, че акарите от вароаа се хранят с кръв, както и много от техните акари и кърлежи. Но ново изследване от Университета в Мериленд предполага, че акарите от вароа имат ненаситен апетит към органа на пчелната пчела, наречен мастното тяло, който обслужва много от същите жизненоважни функции, които човешкият черен дроб изпълнява, като същевременно поддържа храната и допринася за имунната система. на пчелата.
Изследването, публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences на 14 януари 2019 г., може да промени разбирането на изследователите за основните заплахи за медоносните пчели и да търси по-ефективно лечение на акари в бъдеще.
"Изследователите, специализирани в изследването на пчелите, често се позовават на три точки: паразити, пестициди и недохранване. Много проучвания показват, че вароато е най-големият проблем. Но когато те са компрометирани от вароа, колониите са и по-чувствителни към другите двама ", каза Самюел Рамзи, студент от UMD (д-р '18, ентомология), водещ автор на статията. "Сега, когато знаем, че мазнините са обект на вароато, тази връзка вече е много по-очевидна. Загубата на телесни мазнини влияе върху способността на пчелите да детоксикират пестициди и да ги крадат от жизненоважни хранителни запаси. Мазнините са абсолютно необходими за оцеляването на пчелите. ... ”
В допълнение към разграждането на токсините и съхраняването на хранителни вещества, мастните тела в пчелите произвеждат антиоксиданти и помагат за управлението на имунната система. Мастните органи също играят важна роля в процеса на метаморфоза, регулирайки времето и активността на ключовите хормони. Мазните тела също произвеждат восък, който покрива части от екзоскелетите на пчелите, задържайки водата и болестите. .
Според Рамзи предположението, че акарите от вароа консумират кръв от медена пчела (по-точно наречена хемолимфа на насекомите), се запазва, тъй като темата е публикувана за първи път през 60-те години. Тъй като тази статия е написана на руски, каза Рамзи, много изследователи избраха да цитират първите произведения на английски, които цитират оригиналното изследване.
„Първоначалната работа беше достатъчна, за да покаже общия обем на маса, изядена от акара“, добави Рамзи. "Може да е много по-лесно да цитирате скорошен резюме вместо оригиналния доклад. Ако първият доклад беше прочетен по-широко, много хора може би са поставили под съмнение тези предположения по-рано."
Рамзи отбеляза няколко наблюдения, които го накараха да се запита дали акарите от вароаа се хранят с нещо различно от хемолимфа. На първо място, хемолимфата на насекомите е много бедна на хранителни вещества. За да растат и да се размножават със скоростта, която правят, акарите от вароао трябва да консумират много повече хемолимфа, отколкото биха могли да получат от една пчела.
Второ, екскрементите от акари от вароа са много сухи - противно на това, което бихте очаквали от напълно течна кръвна диета. И накрая, устните части на акарите от вароа изглежда са пригодени за смилане на меки тъкани с ензими, след което консумират получения мускул. За разлика от тях, кърлежите за кърмене имат много различни части на устата, специално пригодени за проникване през мембраната и аспирация на течности.
Първият и най-прост експеримент, който Рамзи и неговите сътрудници са извършили, е да се наблюдава къде по телата на пчелите акарите от вароа са склонни да се прикрепят за хранене. Ако акарите се занимават на произволни места, твърди Рамзи, това предполага, че те действително се хранят с хемолимфата, която е равномерно разпределена в тялото. От друга страна, ако имаха любимо място по тялото си, това би могло да им даде важна улика за любимото им ястие.
„Когато се хранят с пчели, които не са достигнали зрялост, акарите ще се хранят навсякъде. Но при възрастните пчели открих много силно предпочитание към долната част на корема на пчелите “, каза Рамзи. "Повече от 90 процента от акарите, които открихме при възрастни, хранени там. Тъй като се случва, мастната тъкан се разпространява в телата на неузрели пчели. Когато пчелите узреят, тъканта мигрира към долната част на корема. "Връзката беше трудна за пренебрегване, но имах нужда от повече доказателства."
Рамзи и екипът му директно си представяха местата на раната, в които акарите от вароа заекваха по корема на пчелите. Използвайки техника, наречена измръзване, изследователите са използвали течен азот за замразяване на акари и техните домакини пчели, като по същество са направили физическа "моментна снимка" на навиците за хранене на акарите. Използвайки мощни сканиращи електронни микроскопи, за да визуализира местата на рани, Рамзи видя ясни доказателства, че акарите се хранят с телесни мазнини.
"Изображенията ни дадоха страхотен изглед на местата на раните и какво правят устата на акарите", каза Рамзи. „Виждах усвоени парчета телесна мазнина. Акарите превърнаха пчелите в „крем за пчелна супа“. Организм с размерите на лицето на пчелата се изкачва нагоре и изяжда орган. Това са страшни неща. Но все още не сме успели да проверим дали кръвта също не се консумира. "
За продължаване на техния случай Рамзи и колегите му хранеха пчелите с една от двете флуоресцентни багрила: уран, водоразтворима боя, която свети в жълто и червен Нил, мастноразтворима боя, която свети в червено. Ако акарите консумираха хемолимфа, Рамзи очакваше да види ярко жълто сияние в коремите на акарите след хранене. Ако ядеше мазни тела, от друга страна, Рамзи предсказваше червен блясък.
"Когато видях червата на първата акара, тя беше толкова яркочервена, колкото слънцето. Това беше положително доказателство, че мазното тяло е консумирано", каза Рамзи. "Говорихме за тези акари, сякаш са вампири, но не са. Те са по-скоро като върколаци. Опитахме се да" прокараме шип през тях ", но се оказа, че ни трябва сребърен куршум."
За да заключи, че акарите не се хранят с хемолимфа, Рамзи извърши последен експеримент. Първо, той усъвършенства внимателно способността да отглежда акари от вароа на изкуствен режим - задача, която не е твърде лесна за паразит, който предпочита ястията от жив гостоприемник. След това ги хранеше с диети, състоящи се от хемолимфа или мастна телесна тъкан, с няколко смеси от двете за добра мярка.
Резултатите са поразителни: акарите, хранени с диета с чиста хемолимфа, умират от глад, докато тези, хранени с мастна тъкан, процъфтяват и дори произвеждат яйца.
„Тези резултати имат потенциал да революционизират нашето разбиране за увреждането на пчелите от акари“, каза Денис ван Енгелсдорп, професор по ентомология в UMD и съавтор на изследването, който беше и съветник на Рамзи. "Мастните тела изпълняват толкова много важни функции за пчелите. Сега е много по-добре да видим как те въздействат върху отделните пчели по начини, които вече знаем, че вароатата вреди на пчелните семейства. Поне е важно да се разкрият толкова много нови възможности за по-ефективно лечение. и целенасочени подходи за борба с акарите ".