Слабые феромоны, выделяемые при вирусных инфекциях, могут привести к гибели матки, но синтетические сигналы могут сохранить единство колонии.
То, что кажется сюжетом средневековой дворцовой драмы, часто происходит в реальных пчелиных семьях. Некогда могущественная правительница слабеет, ее сторонники восстают против нее, и происходит резкая смена власти. Для пчел такие события не редкость. Эти внутренние перевороты несут в себе как риски, так и преимущества для пчелиных семей и сельскохозяйственных систем, которые от них зависят.
Этот процесс замены, известный как суперседурация, начинается, когда тысячи рабочих пчел чувствуют, что их матка больше не откладывает достаточно яиц. Действуя сообща, они начинают выращивать новую матку, которая займет ее место. Этот механизм помогает диким колониям приспосабливаться к меняющимся условиям, но в ульях, которыми управляют люди, он может создавать проблемы. Часто это приводит к перебоям в откладывании яиц, ослаблению колонии и снижению опыления и производства меда.
Что приводит к падению королевы?
Исследователи из Университета Британской Колумбии выяснили ключевую причину таких скоординированных переворотов и то, как они происходят.
В работе, недавно опубликованной в PNAS, команда исследователей сообщает, что распространенные вирусы могут приводить к уменьшению размеров яичников матки. Это снижает ее способность откладывать яйца, а также выработку метилолеата — феромона, который обычно сигнализирует рабочим особям о том, что матка здорова. Когда уровень метилолеата падает, рабочие особи замечают изменения и начинают готовиться к замене матки.
«Здоровая матка может откладывать от 850 до 3200 яиц в день, что превышает вес ее собственного тела, — говорит старший автор исследования доктор Леонард Фостер, профессор биохимии и молекулярной биологии на медицинском факультете Университета Британской Колумбии и в Лаборатории Майкла Смита. — Но в наших экспериментах зараженные вирусом матки откладывали меньше яиц и вырабатывали меньше метилолеата. Снижение выработки этого феромона, по-видимому, служит сигналом для рабочих пчел о том, что матка больше не может продолжать кладку».
Почему здоровье королевы важно для глобальной продовольственной безопасности?
Пчелы опыляют примерно треть сельскохозяйственных культур, выращиваемых по всему миру, поэтому их здоровье имеет решающее значение для продовольственных систем, продовольственной безопасности и благополучия людей во всем мире.
На протяжении многих лет пчеловоды отмечали рост числа случаев, когда пчелиные семьи оставались без матки или когда матка появлялась слишком рано. Согласно недавним исследованиям, «плохие матки» являются наиболее распространенной причиной гибели пчелиных семей во время зимовки. Новые данные указывают на то, что вирусные инфекции являются одной из основных причин таких случаев, нарушая феромоновую коммуникацию, которая обеспечивает нормальное функционирование пчелиных семей.
Потенциальный инструмент для пчеловодов
Исследование также предлагает многообещающий вариант для пчеловодов, которые хотят стабилизировать состояние своих ульев. В ходе первых полевых испытаний в ульях, в которые добавляли синтетические феромоны, содержащие метилолеат, вероятность появления новых маток была гораздо ниже, чем в ульях, в которые добавляли смеси без этого вещества.
«Это может стать большим подспорьем для пчеловодов, — говорит доктор Фостер. — Сверхпроцедура может быть разрушительной и дорогостоящей, но добавление в ульи метилолеата может помочь стабилизировать их состояние в периоды, когда особенно важна непрерывная продуктивность».
Эти результаты позволяют предложить новые стратегии управления, которые могут быть особенно полезны в период активного опыления или сбора меда, когда потеря матки может серьезно сказаться на состоянии улья.
Вирусы, клещи варроа и скрытые угрозы для королевы
«Наше исследование наглядно показывает, что вирусные инфекции у маток могут стать серьезной проблемой для пчеловодов, — говорит первый автор исследования доктор Элисон Макафи, научный сотрудник Лаборатории Майкла Смита при Университете Британской Колумбии и Университета штата Северная Каролина. — Предыдущие исследования показали, что умирающие матки сильно заражены вирусами, а теперь мы знаем, что эти инфекции могут привести к суперинфекции, что опасно для пчелиной семьи и дорого обходится пчеловодам».
Исследование также подчеркивает роль клещей варроа — паразитических насекомых, которые распространяют многие вирусы, приводящие к гибели маток. Их влияние подчеркивает важность поддержания здоровья пчелиных семей и защиты их от паразитов.
Доктор Макафи отметила, что инфекциям, вызываемым малярийным плазмодием, не уделяется должного внимания, и выразила надежду, что эти результаты помогут изменить ситуацию.
«Сохранение здоровья матки — еще одна причина, по которой так важно думать наперед и держать под контролем уровень клеща варроа, — добавил доктор Макафи. — В настоящее время не существует методов лечения вирусных заболеваний в пчелиных семьях, но теперь, когда мы лучше понимаем их влияние, мы можем изменить подход к борьбе с клещом варроа, чтобы повысить шансы матки на выживание».