Доброго времени суток!
В начале февраля текущего года команда китайских учёных опубликовала результаты исследования, проведённого на базе Пекинского Института исследований пчеловодства, которое дополняет картину питания клещей Варроа, представленную командой Рэмси.
Это исследование показывает, что рацион питания клещей зависит от стадии жизненного цикла у них самих и у их хозяев – медоносных пчёл.
А ещё, это «История» о том, как Бин Хан «обошёл» Сэмюеля Рэмси. Если честно, я ожидала, что именно Рэмси первым опубликует данные по рациону Тропи, так как он намеревался заняться этим вопросом. Но китайцы его опередили.
Любительский перевод статьи «Стадия жизненного цикла определяет рацион эктопаразитарных клещей у их хозяев – медоносных пчёл», - 2024 г, журнал «Nature communications».
К некоторым терминам буду давать определения, чтобы сохранить общий смысл текста.
…
Глобальное сокращение численности насекомых – опылителей стало серьёзной угрозой биоразнообразию и продовольственной безопасности.
Продолжающиеся потери колоний западной медоносной пчелы (Apis mellifera), которая является управляемым и ключевым опылителем во многих экосистемах, вызывает особую озабоченность.
Наиболее значимыми угрозами здоровью медоносных пчёл считают патогены (паразиты, вирусы и т.д.), агрохимикаты, загрязняющие вещества, сокращение источников пищи и изменение климата.
Однако эктопаразитарный клещ Varroa destructor (далее Варроа) чаще всего определяется учёными, как «наиболее важный фактор, вызывающий проблемы со здоровьем медоносных пчёл».
Варроа ослабляет пчёл напрямую за счёт своего питания и косвенно через передачу и преобразование вирусов.
Другой эктопаразитарный клещ медоносной пчелы, Tropilaelaps mercedesae (далее Тропи), сосуществует с Варроа в колониях A. mellifera в большинстве азиатских стран.
В то время как Варроа распространился по всему миру после смены хозяина с восточной медоносной пчелы Apis cerana, Тропи, по-прежнему, обитает только в Азии, сменив хозяина с гигантских азиатских видов медоносных пчёл (Apis breviligula, Apis dorsata и Apis laboriosa).
Хотя здесь стоит отметить, что Тропи уже вышел за пределы Азии, осваивая территории умеренного климата, включая Юг России.
Таким образом. Наше понимание вида Тропи ограничено, хотя два представителя этого вида – Tropilaelaps mercedesae и Tropilaelaps clareae – потенциально могут стать более опасными вредителями для медоносных пчёл, чем Варроа.
По всему миру продолжаются исследования и «усилия» по разработке химического контроля обоих видов с помощью митицидов, органических кислот и эфирных масел, биологического контроля с помощью энтомопатогенных грибов, искусственных симбионтов и РНК-вмешательства, управленческого контроля, селективного разведения или комбинации этих подходов.
Все эти методы борьбы опираются на подробные знания биологии клещей, которых нам всё ещё не хватает.
Почему Тропи может быть опаснее, чем Варроа?
Жизненные циклы обоих клещей в целом схожи и тесно связаны с пчёлами. Однако только у Варроа чередуются чётко выраженные стадии расселения (рассеивания) и размножения (репродуктивный цикл).
Вся стадия размножения проходит внутри выводковой ячейки (ячейки с пчелиным расплодом). Стадия размножения начинается со взрослой самки – основательницы, которая проникает в ячейку непосредственно перед тем, как её запечатают пчёлы – кормилицы.
В то время, как основательницы Варроа устанавливают одно место питания, которое она и её потомство будут делить на протяжении всего развития, Тропи используют несколько мест питания у одного хозяина.
У обоих видов у основательницы сначала образуется гаплоидная мужская яйцеклетка, из которой вырастет клещ – самец. За мужской яйцеклеткой следует серия женских яиц, из которых вырастут самки. Всё потомство быстро растёт на стадии протонимфы и дейтонимфы на одном и том же хозяине.
На этой стадии основательница и её потомство демонстрируют хорошо организованное поведение, которое позволяет добиться максимального репродуктивного успеха, не смотря на ограниченное время и «тесноту» в выводковой ячейке.
После созревания взрослые потомки спариваются друг с другом. Процесс спаривания происходит прежде чем самки клеща выходят из выводковой ячейки со своим развитым хозяином – молодой пчелой. Далее они расселяются, чтобы найти другого хозяина для начала следующего репродуктивного цикла.
По сравнению с Варроа, у Тропи жизненный цикл развивается быстрее.
Основательница Тропи начинает откладывать яйца примерно через 10 часов после запечатывания пчёлами ячейки, в отличие от 60 часов у Варроа.
Возможно, это связано с тем, что Тропи не нуждаются в питании пчелиным расплодом для стимуляции оогенеза.
Оогенез – это развитие женской половой клетки – яйцеклетки. Одна из форм гаметогенеза (процесса образования, развития и созревания половых клеток).
Тропи также, откладывают яйца быстрее, чем Варроа. Тропи откладывают яйца с интервалом примерно 24 часа, а самка Варроа – 30 часов.
Стадия расселения Тропи длится всего около 1,3 дня и не предполагает «поедания» взрослых пчёл. Возможно, это связано с тем, что их ротовой аппарат и форма тела не подходят для питания на взрослых пчёлах. Поэтому они питаются только пчелиным расплодом.
А вот Варроа остаются на взрослых пчёлах обычно 4-6 дней, когда выводок (пчелиный расплод) доступен, и в течение нескольких месяцев зимой, когда в пчелиной семье нет расплода. В это время Варроа питаются через межсегментарные мембраны брюшка пчелы.
Таким образом, более высокая скорость размножения и более короткая уязвимая стадия расселения Тропи способствуют быстрому увеличению популяции. Поэтому, потенциально, Тропи представляют ещё больший риск для здоровья медоносных пчёл, чем Варроа.
Жизненные циклы и особенности питания.
Регуляция размножения и развития Варроа на сегодня частично понятна. Протеомный (белковый) анализ предполагает, что ферменты, участвующие в гликолизе (преобразование энергии) и цикл лимонной кислоты поддерживают уникальные энергетические потребности самки – основательницы для начала размножения. А белки, связанные с метаболизмом хитина, способствуют формированию экзоскелета в процессе развития.
Изучение молекул РНК самок – основательниц Варроа на протяжении всего жизненного цикла показало, что энергетические и хитиновые метаболические процессы более активны на стадии расселения, в то время как регуляция транскрипции (перенос генетической информации с ДНК на РНК) преобладает во время откладки яиц.
Метаболизм – это химические реакции, поддерживающие жизнь в живом организме. Эти процессы позволяют организму расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Недавнее исследование (2022 г) позволило предположить, что дейтонимфа является ключевой стадией, на которой важны энергетический метаболизм, метаморфозы и детоксикация.
Метаморфоз – глубокое преобразование строения организма животных, в процессе которого личинка превращается во взрослую особь.
Однако сравнительно мало известно о различии стадий жизненного цикла Тропи.
Известно, что его геном несёт специфические черты, которые предполагают упрощённый набор навыков поведения в тёмной и стабильной среде, отражая жизненный цикл, который преимущественно осуществляется внутри ячейки для расплода медоносных пчёл.
В 2019 году Рэмси опубликовал исследование, которое изменило распространённое мнение о том, что Варроа питается гемолимфой. С помощью различных флуоресцентных красителей он показал, что клещ в основном питается жировым телом. Дальнейшие эксперименты его команды также показали, что искусственное увеличение количества жировых телец в питании Варроа может увеличить его выживаемость и плодовитость.
Но, стоит отметить, что исследования Рэмси основывались на паразитировании и питании Варроа на взрослых рабочих пчёлах.
Однако решающих экспериментов по пищевому поведению размножающейся самки – основательницы и её потомства не проводилось.
Китайские учёные предположили, что они различаются по своему основному источнику пищи, потому что на этом этапе жизни питаются куколками медоносных пчёл.
Важно отметить, что тело куколок медоносных пчёл принципиально отличается от тела взрослых особей. В то время, как жировое тело взрослой пчелы сосредоточено в слое ткани под брюшной кутикулой, жировое тело меняющихся куколок рассеяно в заполненной гемолимфой полости тела во время ремоделирования и формирования тканей взрослой особи.
Таким образом, эти различия в доступности ресурсов, связанные с конкретными стадиями жизненного цикла пчелы, приводят к разным стратегиям питания Варроа.
Основной целью работы китайской команды было провести различие между питанием жировым телом и гемолимфой у клещей медоносных пчёл, когда они паразитируют на куколках, а не на взрослых пчёлах.
Таким образом, Бин Хан и «Ко» впервые провели серию экспериментов на Варроа в дополнение к результатам Рэмси и «Ко». В своих экспериментах учёные из Китая использовали тот же метод флуоресцентной микроскопии, что и команда Рэмси.
Дополнительно был использован метаболомный анализ для проверки предположений о том, что расселяющаяся взрослая особь и имаго – основательница Варроа зависят от разной физиологии (от разного источника пищи).
Имаго — взрослая стадия индивидуального развития насекомых и некоторых других членистоногих животных со сложным жизненным циклом.
Также учёные провели сравнительный анализ биологического окрашивания и протеомики Тропи, у которого стадия расселения сильно снижена, а питаются они исключительно пчелиным расплодом:
«Здесь в серии экспериментов мы показали, что Варроа и Тропи на стадии репродуктивного жизненного цикла питаются в основном гемолимфой, паразитируя на пчелином расплоде.
Мы связываем местоположение места кормления с расположением ткани хозяина во время развития хозяина, демонстрируем накопление био-окрашенной гемолимфы у клещей и определяем, что белки хозяина у клещей в основном происходят из гемолимфы.
Мы дополняем эти результаты протеомными и метаболомными анализами, чтобы охарактеризовать физиологические последствия питания гемолимфой у V. Destructor».
Также команда Бин Хана подтвердила, что клещи Тропи, питающиеся расплодом, преимущественно получают питание из гемолимфы:
«Существующие данные говорят о том, что Тропи паразитируют исключительно на пчелином расплоде и не могут использовать взрослых пчёл в качестве источника пищи.
Тропи иногда, питаются расплодом даже на короткой стадии расселения. Таким образом, они полностью зависят от пчелиного расплода.
Исследование подтвердило, что Тропи также потребляют в основном гемолимфу, а не жировое тело».
Таким образом, в результате полученных данных, китайские учёные предлагают новую теорию питания Варроа, которая зависит от стадии жизненного цикла:
Взрослые клещи на стадии расселения в основном питаются жировым телом взрослых пчёл.
Взрослые особи на стадии размножения и потомство питаются в основном гемолимфой куколок медоносных пчёл.
Также они представляют новую информацию о питании Тропи.
ВАЖНО!!! Если вы хотите использовать этот текст, пожалуйста, укажите источник "Блог Чиковой", с указанием ссылки на статью. Спасибо за понимание!
Берегите своих пчёл!
Живите долго и будьте здоровы! Мира Вам!!!
P.S. Спасибо, что дочитали до конца! Буду рада видеть вас в числе моих подписчиков! В этом блоге вы найдёте много полезной информации!
P.S. Информация на моём канале носит только ознакомительный характер.
