Ученые сравнили два вида пчел и выяснили, как пчёлы распознают клеща по запаху. И какие именно молекулы служат сигналом тревоги.

Представьте тарелку с едой — почти треть продуктов на ней появилась благодаря пчёлам. Именно они опыляют культуры, без которых наш рацион был бы куда скуднее.

Экономисты подсчитали: вклад медоносных пчёл в мировое сельское хозяйство огромен — от 235 до 577 миллиардов долларов в год. Без них многие фрукты, овощи и орехи просто не выросли бы.

Но в последние годы пчеловоды всё чаще сталкиваются с массовой гибелью пчелиных семей. Причины до конца неясны, но учёные называют несколько главных «подозреваемых»:

• паразитические клещи Варроа (Varroa destructor) — самые опасные враги пчёл;
• инсектициды (химические средства от насекомых);
• инфекционные болезни;
• сокращение природных мест обитания пчёл.

Клещ Варроа — настоящий бич современных пасек. Он быстро ослабляет пчелиные семьи. При отсутствии лечения варроатоз приводит к гибели улья за 1–3 года. Этот клещ наносит бОльший экономический ущерб, чем все остальные болезни пчёл.

При этом эффективных и безопасных способов борьбы с ним пока нет. Пчеловоды вынуждены использовать химические препараты (акарициды), но у клещей постепенно развивается устойчивость к ним, а остатки химикатов могут накапливаться в мёде и воске.

Интересно, что восточная медоносная пчела (A. c. cerana), которая изначально была хозяином этого клеща, научилась с ним жить. А вот западная медоносная пчела (A. mellifera ligustica) страдает сильно — у неё ещё не выработались надёжные защитные механизмы.

Как клещ «читает» пчёл? Чтобы выжить и размножиться, клещ должен распознать хозяина — понять, где пчела и в какой она стадии развития; выбрать подходящее место — например, ячейку с личинкой; остаться незамеченным — не попасться на глаза рабочим пчёлам. Для этого он использует химическую разведку: «прислушивается» к запахам, которые выделяют пчёлы и их потомство.

Но пчёлы не сдаются без боя. Они выработали целую систему защиты — гигиеническое поведение:

• находят заражённые ячейки — по особым запахам,
• вскрывают их — чтобы добраться до клеща,
• уничтожают поражённый расплод.

Так они останавливают распространение паразита.

Но клещ не так прост: он научился имитировать запахи пчёл. Варроа подстраивает свой химический профиль под хозяина, чтобы его не обнаружили. Это похоже на маскировку — паразит как бы «растворяется» в запахах улья.

И все же, как пчёлы распознают клеща по запаху? И какие именно молекулы служат сигналом тревоги?

Исследователи решили разобраться, как пчёлы «чувствуют» клеща, и поставили три ключевых вопроса:

1. Различаются ли обонятельные реакции у восточной (Apis cerana) и западной (Apis mellifera) медоносных пчёл на запахи клеща?
2. Какой именно запах первым сигнализирует пчёлам о присутствии паразита?
3. Какие гены отвечают за распознавание этих запахов?

Для этого они анализировали летучие соединения, выделяемые клещом; проверяли реакцию усиков пчёл на разные запахи (с помощью метода электроантеннографии) и изучали активность генов, связанных с обонянием.

Учёные сравнили два вида медоносных пчёл:

• Apis cerana cerana (A.c.cerana) — восточная пчела, устойчивая к клещу;
• Apis mellifera ligustica (A.m.ligustica) — западная пчела, сильно страдающая от паразита.

Также в эксперименте участвовали клещи Varroa destructor — куда же без них.

Как собирали материал:

1. Пчёл отбирали прямо из ульев на пасеке Шаньдунского сельскохозяйственного университета (май–октябрь 2023 г.).
2. Клещей аккуратно снимали с заражённых пчёл пинцетом и помещали в специальный контейнер. Это важно: так клещи оставались живыми, а посторонние запахи не мешали исследованию.

Интересный факт: в колониях A.c.cerana клещей вообще не нашли — эти пчёлы успешно с ними справляются!

Как проверяли «обоняние» пчёл: Учёные хотели понять: различают ли пчёлы запахи клеща? Для этого:

1. Пчёл поместили в тёмный инкубатор (34 °C, влажность 70 %) и кормили сахарным сиропом.
2. К усикам пчёл подключили датчики (метод EAG — электроантеннография). Это позволило «считать» сигналы, когда пчела «унюхивает» запах.
3. Пчёлам предъявляли: запахи живых клещей; отдельные летучие вещества, выделяемые клещом (в трёх концентрациях: 5, 50 и 500 мкг/мкл).

При этом измеряли силу сигнала от усиков (амплитуду EAG) и как быстро усики реагируют на запах и восстанавливаются.

Как «вычисляли» запахи клеща: Чтобы узнать, какие именно молекулы выделяют клещи, учёные:

1. Собрали 900 клещей и разделили их на 3 группы.
2. Использовали метод твердофазной микроэкстракции (HS‑SPME):
   клещей поместили в флакон; при нагреве до 65 °C их запахи «захватили» специальные волокна; затем эти запахи проанализировали на приборе ГХ‑МС (газовый хроматограф + масс‑спектрометр).

Как работал ГХ‑МС: разделял смесь запахов на отдельные компоненты; определял, какие молекулы есть в каждом запахе; измерял их количество.

Данные сравнивали с библиотеками известных веществ (NIST).

Как запахи влияют на гены пчёл: Учёные проверили: меняют ли запахи клеща работу генов пчёл? Для этого:

1. Пчёл держали в клетках и подвергали воздействию одного из ключевых запахов клеща (этилпальмитата).
2. Затем извлекали их усики и замораживали.
3. Из усиков выделяли РНК — молекулу, которая показывает, какие гены активны.
4. С помощью ПЦР в реальном времени измеряли активность генов, связанных с обонянием:
   - AmelOBP и AmelCSP (у западной пчелы);
   - AcerOBP и AcerCSP (у восточной пчелы).

Контроль: пчёлы без воздействия запаха.

Как клещи влияют на дыхание пчёл: Паразиты могут нарушать обмен веществ хозяина. Чтобы это проверить:

1. Учёные заражали пчёл клещами ещё на стадии личинок.
2. На разных этапах развития (личинки, куколки, взрослые особи) измеряли скорость дыхания с помощью прибора респиратометра.

При этом фиксировали выделение углекислого газа (CO₂); расход кислорода. Формула расчёта учитывала: объём камеры; массу пчелы; время измерения; концентрацию CO₂.

Все данные анализировали с помощью программ:

• SPSS 27.0 — для статистики (различия считали значимыми при p < 0,05);
• GraphPad PRISM 9.5 — для графиков;
• AutoDock Vina и PyMOL — для компьютерного моделирования взаимодействий.

Каждый эксперимент повторили три раза, чтобы убедиться в надёжности результатов.

***

Что выяснили ученые?

1. Кто лучше «чувствует» клеща: восточная или западная пчела?

Учёные проверили, как усики двух видов пчёл реагируют на запахи клеща Варроа. Оказалось:

• Восточная пчела (A. c. cerana) «слышит» запахи клеща гораздо лучше. Её усики дают более сильный сигнал (по данным электроантеннографии, ЭАГ).
• Западная пчела (A. m. ligustica) реагирует слабее — её обоняние менее чуткое.

Кроме того, у восточной пчелы сигнал от усиков длится дольше — это значит, что она дольше «держит в фокусе» запах паразита.

Почему это важно?
Более острое обоняние помогает восточной пчеле быстрее находить и удалять клещей из улья — поэтому она лучше сопротивляется заражению.

2. Какие запахи выделяет клещ?

Учёные «поймали» и проанализировали летучие вещества, которые испускает клещ. Всего нашли 15 соединений, но самые заметные:

• этилпальмитат (29,72 % от всех запахов);
• изоамиловый спирт (14,18 %);
• нональ (13,52 %);
• этилолеат (7,63 %).

Эти молекулы — своего рода «аромат» клеща, на который пчёлы могут реагировать.

3. Как пчёлы реагируют на конкретные запахи?

Исследователи тестировали, как усики пчёл отвечают на каждый из ключевых запахов. Вот что выяснилось:

• Этилпальмитат.
  У восточной пчелы реакция сильнее при всех концентрациях (5, 50 и 500 мкг/мкл).
  Её усики дольше «возбуждаются» (деполяризация) после запаха.
• Изоамиловый спирт.
  При высокой концентрации (500 мкг/мкл) восточная пчела реагирует заметно лучше.
  При низких концентрациях разницы почти нет.
• Нональ.
  Не вызвал сильной разницы в сигнале ЭАГ, но восточная пчела дольше «обрабатывала» запах.
• Этилолеат.
  При низкой концентрации (5 мкг/мкл) западная пчела отреагировала сильнее, но при повышении дозы разница исчезла.

Восточная пчела в целом чувствительнее к запахам клеща, особенно к этилпальмитату.

4. Как запахи влияют на гены пчёл?

Учёные проверили, меняют ли запахи клеща работу генов, отвечающих за обоняние. Результаты:

• У восточной пчелы этилпальмитат усиливает активность генов AcerCSP1 и AcerOBP21.
• У западной пчелы тот же запах активирует ген AmelCSP1, но не влияет на AmelOBP8.

Это значит, что восточная пчела не только лучше «слышит» клеща, но и её гены активнее включаются в ответ на угрозу.

5. Как клещ влияет на дыхание пчёл?

Паразиты могут подрывать силы хозяина. Учёные измерили, как клещ воздействует на обмен веществ пчёл:

• У личинок дыхание почти не изменилось.
• У куколок, молодых и взрослых пчёл скорость обмена веществ значительно снизилась.

Особенно сильно пострадали западные пчёлы (A. mellifera) — их метаболизм нарушался сильнее, чем у восточных.

Замедление дыхания означает, что пчела получает меньше энергии. Это ослабляет её, снижает работоспособность и шансы на выживание.

***

Почему восточная пчела A. cerana лучше сопротивляется клещу?

Восточная пчела — лучший «нюхач» - её усики реагируют на запахи клеща сильнее и дольше, чем у западной пчелы. Это помогает ей быстрее находить и удалять паразитов. Когда восточная пчела «чувствует» этилпальмитат, у неё активируются гены, отвечающие за обоняние (AcerCSP1, AcerOBP21). У западной пчелы реакция слабее.

Оказывается, пчёлы могут выделять отпугивающие вещества (например, октановую кислоту), которые мешают клещу. Это ещё один способ защиты.

У A. c. cerana есть несколько преимуществ:

- Более чуткое обоняние — она лучше распознаёт запахи клеща.

- Быстрее реагирует — её усики дольше «держат» сигнал, что помогает точнее определить угрозу.

- Активнее чистит улей — благодаря генетическим особенностям она эффективнее удаляет заражённых личинок.

А вот западная пчела пока проигрывает: её обоняние слабее, защитные механизмы не так отточены, поэтому клещ наносит ей больший урон.

***

Клещ Варроа — хитрый и опасный противник, но пчёлы не беззащитны. Их оружие — обоняние и гигиена, а наша задача — помочь им, используя знания о химической коммуникации.

Понимание того, как пчёлы и клещи «общаются» через запахи, открывает новые возможности:

• Создать природные репелленты — вещества, которые будут отпугивать клеща или сбивать его с толку.
• Вывести устойчивые породы пчёл — отобрать особей с более сильным обонянием и активной гигиеной.
• Сократить использование химии — уменьшить зависимость от акарицидов, которые вредят и пчёлам, и продуктам пчеловодства.

Таким образом, изучение «химического диалога» между пчёлами и клещами — это шаг к спасению наших главных опылителей и обеспечению продовольственной безопасности.

Из статьи "Летучие вещества клеща варроа служат для медоносных пчёл химическими сигналами для первоначального распознавания паразита", - Цинлун Чжао и др, 2025 год, Китай.

Источник тут

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.

Поддержите автора лайком и комментарием! Вам не сложно, а мне приятно!