Чему нас могут научить дикие медоносные пчелы?

Изучение диких медоносных пчел дает нам представление о том, как они способны выживать в таком сложном мире

Домашние животные часто неплохо себя чувствуют, если их выпускают на волю, чтобы они сами о себе позаботились — иногда даже лучше, чем неплохо. Например, одичавшие кошки настолько успешно охотятся и размножаются, что считаются одним из самых опасных инвазивных видов в мире. Одичавшие лошади, свиньи, козы и собаки, среди прочих, также имеют устойчивые популяции, независимые от человеческой заботы, и в некоторых случаях они действуют как резервуары патогенов, распространяя болезни среди близкородственных диких животных. Даже у домашних медоносных пчел есть дикие собратья, если знать, где их искать.

Доктор Маргарита Лопес-Урибе, доцент кафедры энтомологии Университета штата Пенсильвания, начала изучать дикие пчелиные семьи в Северной Каролине. Там она обнаружила, что у диких и ухоженных пчел были разные уровни экспрессии иммунных генов, несмотря на схожие уровни патогенов.1 «Это исследование вызвало интерес к пониманию того, как дикие семьи могут пережить зиму без ухода пчеловодов», — говорит она.

В отличие от большинства домашних животных, медоносные пчелы страдают от болезней и паразитов, для которых часто нет лекарств, только методы борьбы, из-за их социального существования и высокой трансмиссивности патогенов. Как пчеловоды, мы этически и экономически обязаны поддерживать наши семьи в максимально возможном здоровом состоянии с помощью ухода, но это снижение селективного давления — необходимое для эволюции естественных механизмов борьбы с болезнями — в сочетании с трудностями селекционного разведения означает, что домашние семьи вряд ли когда-либо станут самодостаточными выжившими, которыми мы все хотели бы их видеть.

Дикие семьи, однако, испытывают на себе всю силу давления со стороны паразитов, патогенов и недостатка питания, и их изучение может показать нам, из чего пчелы действительно сделаны. Хотя неэтично отказываться от лечения и намеренно держать животных, даже насекомых, страдающих от болезней, дикие медоносные пчелы избежали этой дилеммы в области этики животных, когда они сбежали из улья пчеловода. «Мы знаем, что большинство ухоженных семей, которые не получают лечения от варроа, погибают в течение первого года», — говорит Лопес-Урибе. И тем не менее, «дикие» семьи все еще могут выживать. «Как это делают дикие пчелы?»

Лопес-Урибе и Чаунси Хиншоу, аспирант кафедры фитопатологии и микробной экологии, недавно опубликовали работу со своими коллегами из Университета штата Пенсильвания, показывающую, что у диких медоносных пчел были более высокие уровни вируса деформированного крыла (DWV) и более сильный врожденный иммунный ответ по сравнению с их домашними собратьями.2 В этом исследовании исследователи определили «дикую» семью как устоявшийся рой, который уже пережил одну или несколько зим без вмешательства до начала исследования.

Поскольку дикие семьи располагались в труднодоступных полостях, невозможно было измерить такие параметры, как уровень клещей, площадь расплода или запасы меда. Но Хиншоу, Лопес-Урибе и Кэти Эванс (еще один исследователь, участвовавший в работе) могли ловить фуражиров, входящих и выходящих из улья, чтобы измерить их уровень патогенов и экспрессию иммунных генов, а затем сравнить эти показатели с показателями близлежащих ухоженных семей, которые фуражируют в схожих ландшафтах и испытывают схожий климат. Исследователи собирали фуражиров весной и осенью в течение двух лет, одновременно регистрируя, какие семьи выжили, а какие погибли.

Из трех измеренных патогенов — DWV, вирус черного маточного клеща и Нозема цераны — только DWV отличался между ухоженными и дикими пчелами. Поскольку варроа является его основным переносчиком, а дикие семьи не получают лечения от варроа, исследователи предположили, что эти семьи, вероятно, также имели высокий уровень клещей. И тем не менее, эти пчелы все еще могли выживать.

Дикие семьи, по-видимому, терпят вирус (и, вероятно, также клещей), а не сопротивляются ему. В иммунологическом смысле толерантность относится к способности выдерживать высокие уровни патогенов без существенного ущерба для здоровья хозяина. Сопротивление, однако, фактически ограничивает способность патогена размножаться. Например, толерантная к варроа семья может иметь высокий уровень варроа, но не казаться ослабленной и никогда не развивать синдром паразитарных клещей. Устойчивая к варроа семья, напротив, будет проявлять такое поведение, как груминг или гигиена, чувствительная к варроа, чтобы повредить или удалить клещей, тем самым полностью ограничивая нагрузку клещей.

Поскольку дикие семьи имели сравнительно высокие уровни DWV, но, по большей части, все же выживали, они проявляли толерантность. Высокие уровни иммунных генов, зарегистрированные исследователями, показывают, что пчелы также в некоторой степени активно боролись с инфекцией, но такая иммунная активация также сопряжена с затратами.

Ресурсы, вложенные в устойчивый иммунный ответ, — это ресурсы, которые не могут быть использованы для других целей, таких как производство и секреция маточного молочка, воска или феромонов. Подумайте, как вы устаете, если подхватите вирус гриппа, риновирус или зловещий коронавирус.

«У нас есть данные, которые предполагают, что на самом деле повышение экспрессии этих иммунных генов может быть индикатором стресса у особей», — говорит Лопес-Урибе. «Другие исследования также показали, что высокий уровень экспрессии иммунных генов может влиять на «биологический возраст» пчел. Таким образом, для пчел, безусловно, существуют компромиссы, если они проявляют высокий уровень экспрессии иммунных генов, что, вероятно, влияет на энергетический бюджет пчел».

Поскольку на диких семьях можно было собрать только неинвазивные данные, мы точно не знаем, как эти затраты проявились здесь. Вполне возможно, даже вероятно, что дикие семьи были не так продуктивны, с точки зрения медосбора или роста популяции, как ухоженные семьи. Тем не менее, на удивление, дикие и ухоженные семьи имели сопоставимые шансы на выживание зимой. В первый год исследования выживаемость диких и ухоженных семей составила 63%. Во второй год выживаемость диких семей была немного выше — 47% по сравнению с 38%.

Это может быть связано с тем, что, хотя ухоженные семьи получают помощь в борьбе с болезнями и паразитами, они также являются частью чьего-то бизнеса — цель которого, очевидно, получение прибыли. Для достижения этой цели соблазнительно, например, брать мед и возвращать достаточно сахара, чтобы обойтись, или делать как можно больше отводков. Но уход ради прибыли может иметь дополнительную цену.

Хотя неясно, что именно было сделано с ухоженными семьями или сколько прибыли от них было получено в этом исследовании, сопоставимые...