В един кошер живеят десетки хиляди пчели, които влизат в контакт помежду си непрекъснато. При подобна гъстота на населението всяка зараза би могла да се разпространи светкавично и да застраши цялото семейство. Пчелите обаче разполагат със забележително ефективна защита. Ново изследване разкрива, че самата организация на кошера помага за ограничаването на болестотворните микроорганизми, като различните му части изпълняват специфични защитни функции.
Оказва се, че имунната защита на медоносните пчели не се ограничава до отделните насекоми. Тя обхваща цялото семейство и включва сложна система от взаимно допълващи се механизми.
Пчелният кошер отдавна впечатлява учените със своята организация и устройство. Ново изследване, публикувано в научното списание ISME Communications, показва, че тази организация има и друго важно предназначение: да предпазва колонията от инфекции, които могат да унищожат цялото пчелно семейство.
„Успехът на социалните насекоми се дължи на живота в многобройни, гъсто населени колонии. Същите условия обаче благоприятстват и разпространението на болестотворни микроорганизми“, пишат микробиологът Кения Фернандес и нейните колеги от Университета в Сидни и Департамента по първични индустрии на Нов Южен Уелс, Австралия.
„Колониите ограничават този риск чрез социален имунитет, който представлява съгласувана система от поведенчески, химични и имунологични защитни механизми“, обясняват изследователите.
Кошерът е не само дом, но и защитна система
Антимикробните свойства на меда, пчелния восък и прополиса са добре известни. Прополисът представлява смолисто вещество, което пчелите произвеждат от събрани растителни смоли и използват в кошера.
Досега обаче учените не разбираха напълно как разположението на тези вещества в различните части на кошера, заедно с останалите защитни механизми, помага на пчелното семейство да се справя с болестотворни бактерии и гъбички.
Новото изследване показва, че защитата започва още от входа на кошера и продължава навътре, през питите с пило, чак до храносмилателната система на отделните пчели.
При това различните зони не разчитат на едни и същи средства за борба с микроорганизмите.
„Колкото повече се приближаваме към центъра на кошера, толкова по-целенасочена става антимикробната защита. Восъчните пити, складираният прашец и самите пчели помагат за ограничаването на вредните бактерии и гъбички, като същевременно създават благоприятни условия за полезните микроорганизми“, обяснява Фернандес.
Как учените изследват естествената защита на пчелите?
За да установят как действат тези механизми, Фернандес и колегите ѝ събрали проби от 24 пчелни семейства от вида Apis mellifera, разположени в пет пчелина в австралийския щат Нов Южен Уелс.
Учените изследвали химичния състав и антимикробните свойства на меда, прополиса, восъка и прашеца.
Освен това анализирали микробиома, тоест съвкупността от микроорганизми, които обитават определена среда. За целта взели проби от входовете на кошерите, складирания прашец, питите с пило и червата на пчелите събирачки.
Сравнението показало, че различните части на кошера се отличават както по състава на микробните си общности, така и по антимикробната си активност.
„Микробните общности, антимикробната активност и химичният състав се променят по предвидим начин в различните части на кошера. Наблюдава се постепенна промяна от вътрешните тъкани на пчелите към повърхностите, изложени на външната среда“, посочват авторите.
Тези различия не са случайни. Те съответстват на опасностите, на които са изложени отделните части на пчелното семейство.
„Наблюдаваните закономерности имат ясна функционална връзка. В зоните, където рискът от заразяване е по-висок, например в тъканите на пчелите, защитата е насочена по-конкретно срещу бактериалните патогени, опасни за кошера. За разлика от тях материалите, изложени на външната среда, като прополиса, проявяват по-широка антимикробна активност“, обясняват изследователите.
Най-силната защита е насочена срещу опасни бактерии
Резултатите показали, че пчелните семейства са особено добре защитени срещу два бактериални патогена: Paenibacillus larvae и Paenibacillus alvei.
Това не е изненадващо, тъй като инфекциите с тези бактерии могат да причинят тежки поражения и дори да доведат до унищожаването на цялото пчелно семейство.
Учените установили също, че растенията в околността имат пряко значение за химичната защита на колонията.
Видовете цветя, до които пчелите имат достъп, влияят върху веществата, които насекомите могат да използват, за да се предпазват от болестотворни микроорганизми.
При гъбичните инфекции картината била малко по-различна.
Защитата срещу тях се оказала по-слаба и не толкова ясно организирана. Едно от възможните обяснения е, че сравнително малко видове гъбички представляват смъртоносна опасност за пчелите.
Много от тях всъщност са полезни, а дори някои болестотворни видове могат да бъдат понасяни сравнително добре от насекомите.
Пчелите не допускат всички микроорганизми навсякъде
Изследователите открили още една интересна особеност.
В различните части на кошера живеели различни бактериални общности, въпреки че пчелите вероятно непрекъснато внасят нови микроорганизми от цветята, които посещават.
Това подсказва, че условията в кошера действат като своеобразен филтър, който определя кои микроорганизми могат да се установят в отделните му части.
При пчелните семейства, подложени на стрес, това разграничение изглеждало по-слабо изразено.
Учените установили също, че ефективността на защитата не е еднаква при всички колонии.
Тя зависела от местоположението на пчелина, здравословното състояние на семейството и наличието на вредители, сред които и малкият кошерен бръмбар.
Следователно естествената защита на пчелите е чувствителна към промените в околната среда.
Защо разнообразието от цветя е толкова важно?
Според авторите резултатите показват, че здравето на пчелното семейство не зависи единствено от случващото се вътре в кошера.
Не по-малко важни са условията, в които насекомите живеят и събират храна.
„Това показва, че здравите пчелни семейства зависят от здрави екосистеми и състоянието им се влияе от тях“, казва Елизабет Фрост, съавторка на изследването и специалист по пчелите към Департамента по първични индустрии на Нов Южен Уелс.
„Разчистването на естествената растителност и интензивното земеделие може постепенно и почти незабелязано да отслабват естествената защита на пчелите. Това е сериозен аргумент в полза на опазването на местообитания с разнообразни цъфтящи растения, които поддържат здравето на пчелните семейства“, допълва тя.
Така изследването разкрива още една причина да пазим растителното разнообразие. Цветята не осигуряват на пчелите само храна. Те могат да бъдат и важен източник на вещества, които подпомагат естествената им защита срещу болести.
С други думи, колкото по-здрава е екосистемата около кошера, толкова по-добри са условията пчелното семейство да поддържа собствените си защитни механизми.
Изследването е публикувано в научното списание ISME Communications.
Повече информация за резултатите можете да намерите и в официалното съобщение на Университета в Сидни.
