Доброго времени суток!
Перевод статьи «Индивидуальная и социальная защита у Apis mellifera: борьба с синергетическими стрессовыми воздействиями», 2023 г, «Границы физиологии» - Часть 2.
Воздействие на пчёл множественных стрессоров.
С конца мелового периода, около 100 миллионов лет назад, медоносные пчёлы и другие опылители подвергались воздействию определённых стрессоров, таких как хищники, патогенные микроорганизмы или неоптимальные условия окружающей среды.
Несмотря на это, медоносные пчёлы выжили и эволюционировали. К сожалению, урбанизация, глобализация и развитие современного сельского хозяйства привели к появлению широкого спектра новых стрессоров для пчелиных семей.
Кроме того, особый социальный образ жизни пчелиных семей может увеличить их подверженность этим стрессорам (негативным факторам).
Пчёлы живут большими сообществами, собранными в закрытых «помещениях» (дупло, улей и т.д.) с умеренным климатом. Таким образом, медоносные пчёлы подвергаются стрессу в иной степени, чем другие опылители.
Действительно,
патогенным микроорганизмам и паразитам гораздо легче распространяться от одной пчелы к другой (горизонтальная передача), потому что пчёлы очень тесно взаимодействуют друг с другом.
Более того,
все эти пчёлы (из одной колонии или целой пасеки) имеют очень схожую генетику и одинаковые защитные системы, потому что они являются потомками одной и той же пчелиной королевы (матки).
Второй важный источник воздействия негативных факторов на пчёл – внешний, через воздействие различных лекарств, пестицидов и других химических веществ, которые накапливаются в улье.
Пчеловоды регулярно используют химические препараты, такие как антибиотики или акарициды, для борьбы с патогенами. Эти химические вещества (а точнее их молекулы) могут оставаться в улье и накапливаться.
Когда пчёлы собирают пыльцу или нектар, они могут одновременно подвергаться воздействию значительного разнообразия агрохимических веществ, таких как пестициды, гербициды и инсектициды. Эти вещества также могут накапливаться в продуктах улья, включая воск, пергу и пыльцу.
Все эти химические вещества могут приводить к гибели пчёл. Но они также вызывают широкий спектр сублетальных эффектов, которые ослабляют приспособленность поражённых колоний.
Сублетальный – близкий к смертельному, часто употребляется в описании хронической экотоксичности.
Кроме того, продукты пчеловодства могут быть загрязнены химическими частицами, переносимыми ветром, или загрязнённой водой.
Таким образом, пчёлы подвергаются воздействию биотических и абиотических стрессоров различными путями. Основным путём заражения является потребление и абсорбция (через накопление в улье) этих химических веществ. Но пчёлы могут быть заражены местно или перорально, например, при распылении пестицидов.
Наиболее опасным путём считается путь попадания «через рот»: пчёлы проглатывают загрязнитель, поедая пыльцу, нектар или пергу, или подкармливая новых пчёл через обмен пищей. Это относится к кишечному паразиту Ноземе и различным пестицидам.
Более того,
попадая через кормление и сбор пищи, малые дозы пестицидов более токсичны, чем при контактном способе заражения этими же количествами.
На картинке ниже показаны основные пути воздействия неблагоприятных факторов на пчёл:
Помимо простого контакта между заражёнными и здоровыми пчёлами, некоторые стрессоры могут распространяться паразитами.
Например, клещ Варроа питается гемолимфой пчёл и жировым телом их личинок. Таким образом клещ наносит глубокие раны и заражает пчелу широким спектром пчелиных вирусов, таких как вирус «чёрного маточника» и вирус «деформированного крыла».
Наконец, патогенные микроорганизмы, такие как вирусы, могут передаваться между пчёл во время репродуктивного процесса, от трутней к матке или от матки к её выводку, вертикальным путём передачи.
Взаимодействия между негативными факторами, влияющими на гибель пчёл.
Глобальный рост побочных эффектов при многократном воздействии негативных факторов (стрессоров).
Поскольку пчёлы часто подвергаются воздействию множества различных стрессоров и чаще всего нескольких стрессоров одновременно, то большинство современных исследований включают испытания на пасеках и в лабораториях с перекрёстным воздействием этих факторов. Учёные надеются, что такие исследования позволят адаптировать или разработать новые стратегии для повышения жизнестойкости пчёл и устойчивости к множеству сосуществующих стрессоров.
Как взаимное действие нескольких факторов (явлений) влияют на здоровье и продуктивность колоний.
Примером такой синергии является двойное воздействие на пчёл паразитов Varroa destructor и Vairimorpha ceranae ( Nosemа, вызывает нозематоз типа С). Учёные обнаружили (2015), что интенсивность (рост) заражения Vairimorpha ceranae положительно коррелирует с интенсивностью (ростом) заражения клещом Варроа и наоборот. Тоже наблюдали и в похожем исследовании при заражении пчёл Vairimorpha ceranae и Crithidia mellificae (2013).
После сравнения защитных механизмов, выработанных пчелой, учёные заметили, что инфицированные пчёлы выделяли меньше антимикробных пептидов и, что одновременное заражение пчёл обоими патогенами снижало клеточный иммунитет пчёл.
Патогены также могут действовать совместно с абиотическими стрессорами. При воздействии пестицидов (особенно фунгицидов и акарицидов) вероятность заражения медоносных пчёл нозематозом (через Vairimorpha ceranae) увеличивается в 2 раза.
Аналогичным образом, пчёлы становятся более восприимчивыми к вирусам при обработке определёнными акарицидами или пестицидами. Некоторые из этих препаратов, такие как амитраз и клотианидин, способствуют репликации вируса (2013, 2017)
Так же было показано (2017), что пестициды, такие как клотианидин и флувалинат, снижают выживаемость пчёл, заражённых личинками Peanibacillus, возбудителем «американского гнильца».
Пестициды могут действовать даже в синергии друг с другом.
Некоторые пестициды, применяемые в полевых условиях, взаимодействуют с фунгицидными обработками проводимыми на пасеке. Их совместное действие образует молекулы - ингибиторы биосинтеза стеролов. Взятые по отдельности, эти фунгициды оказывают относительно низкое токсичное воздействие на пчёл, в отличие от инсектицидов. Тем не менее,
они действуют синергично с пестицидами и становятся токсичными в организме насекомых.
Например, взаимодействие пестицида флупирадифурона и фунгицида тебуконазола.
Высокая зимняя гибель медоносных пчёл, наблюдаемая в США, Канаде и Европе, может происходить из-за синергетических (взаимно усиливающих друг друга) явлений между стрессорами.
В 2016 году было опубликовано исследование, описывающее «влияние условий зимовки и взаимодействия паразитов и патогенов на потери колоний медоносных пчёл».
Несколько колоний содержались на открытом воздухе с изолирующими «одеялами» в течение канадской зимы, в то время как другие содержались в помещении при постоянных низких температурах. Были измерены паразитарная и вирусная нагрузки ,а также показатели выживаемости колоний.
Результаты показали критическую роль методов пчеловодства, поскольку колонии, перезимовавшие «на улице», имели более высокий уровень снижения популяции пчёл за зиму, чем колонии, перезимовавшие в помещении с той же нагрузкой патогенов.
Это может указывать на то, что
постоянные условия зимовника ослабляют пчёл меньше, чем изменяющиеся зимние условия в течение зимы, так как переменные температуры могут усиливать воздействия паразитов.
Аналогичным образом, в этом же исследовании учёные наблюдали повышенную численность Vairimorpha ceranae (ноземы) в колониях, зимовавших на открытом воздухе, и уменьшенную в колониях, зимовавших в помещении.
Большинство этих колоний ранее лечили фумаггилином, поэтому эти наблюдения могут быть результатом повышенной репликации спор ноземы зимой или снижения эффективности лечения при низких температурах. Действительно, свойства химического вещества могут меняться в зависимости от температуры. Также было обнаружено, что
некоторые пестициды более токсичны при низких температурах или в присутствии других тесно-зависимых факторов.
Другие переменные, присущие биологии пчёл, также могут быть важны в этих взаимодействиях.
Определённая каста пчёл (например, кормилицы или фуражиры) может больше страдать от присутствия стрессора, чем другие. Например было показано (2008, 2018), что пчёлы -фуражиры наиболее заражены Vairimorpha ceranae. Кроме того, этот паразит, по-видимому, оказывает эффект, связанный с полом. Трутни демонстрируют более высокую смертность при заражении. Заражённые трутни также способствуют большему распространению паразита по сравнению с заражёнными рабочими пчёлами (2015, 2018).
Первая часть перевода: «Дикие против Домашних»: Экономический и экологический вес медоносных пчёл. Гибель пчёл.
Третья часть перевода: Почему болеют пчёлы: как пчёлы реагируют на стрессоры и их взаимное действие (1).
Четвёртая часть перевода: Почему болеют пчёлы: как пчёлы реагируют на стрессоры и их взаимное действие (2).
Пятая часть перевода: Как пчёлы выживают в современном мире: социальный иммунитет, груминг, клещ Варроа и др.
Берегите своих пчёл!
Живите долго и будьте здоровы! Мира Вам!!!
P.S. Спасибо, что дочитали до конца! Мы будем рады видеть Вас в числе наших подписчиков! В нашем блоге вы найдёте много полезной информации!
P.S. Информация на нашем канале носит только ознакомительный характер.