Пчелы из Южной Калифорнии сдерживают распространение смертельных клещей
Исследование Калифорнийского университета в Риверсайде показало, что гибридные пчелы из Южной Калифорнии сдерживают распространение смертельных клещей варроа.
В Южной Калифорнии некоторые медоносные пчёлы делают то, что не под силу многим другим пчёлам по всей стране: живут бок о бок с одним из самых опасных для пчеловодства паразитов и держат его под контролем.
Это важно сейчас, когда американские пчеловоды сообщают о серьезных потерях. Согласно исходным данным нового исследования Калифорнийского университета в Риверсайде, в последние годы управляемые пчелиные семьи в США ежегодно теряли от 40% до 50% особей, а в 2025 году потери достигли 62%.
Одна из главных причин — паразит под названием Varroa destructor.
Клещ размножается внутри ячеек с расплодом, а затем питается взрослыми особями пчёл, повреждая ткани, которые необходимы пчёлам для выживания. В исследовании отмечается, что клещи отнимают у пчёл жировую ткань, из-за чего их вес уменьшается на 11–19 %. Они также способствуют распространению опасных вирусов, в том числе вируса деформации крыла, вируса острого паралича пчёл и вируса чёрной маточной ячейки. В колонии ущерб накапливается. Пчелы испытывают трудности с обучением и навигацией, у них ухудшается способность к поиску пищи, а основные функции, такие как уход за расплодом и терморегуляция, начинают нарушаться.
На этом фоне исследователи обнаружили, что в популяции местных гибридных медоносных пчёл в Южной Калифорнии клещи встречаются гораздо реже, чем у коммерческих пчёл при тех же условиях содержания.
«До нас доходили разрозненные сведения о том, что калифорнийские медоносные пчёлы выживают при гораздо меньшем количестве обработок. Я хотел провести тщательное исследование и понять, в чём причина того, что наблюдали пчеловоды», — сказал Генезис Чонг-Эчавес, аспирант Калифорнийского университета в Риверсайде и ведущий автор исследования, опубликованного в Scientific Reports.
Местная популяция, не коммерческая порода
Эти пчелы не относятся к стандартной коммерческой породе. Они происходят из смешанной популяции, которая широко распространилась по всей Южной Калифорнии, от Сан-Диего до Фресно. Согласно недавнему генетическому анализу, результаты которого приводятся в исследовании, эти пчелы являются гибридами западноевропейских, восточноевропейских, ближневосточных и некоторых африканских медоносных пчел.
В исследовании также отмечается, что, согласно опросу, проведённому Чонг-Эчавес и её коллегами, более 60% местных пчеловодов начали разводить этих пчёл в коммерческих или любительских целях.
Чтобы проверить, действительно ли пчелы стали более устойчивыми к клещам, исследователи из Центра комплексных исследований пчел при Калифорнийском университете в Риверсайде с 2019 по 2022 год наблюдали за 236 пчелиными семьями. Всего было проведено 645 осмотров семей в весенне-летний, осенне-зимний периоды. Из них 135 семей были коммерческими, а 101 — калифорнийскими гибридами.
Разницу было трудно не заметить.
Средние значения по колониям
В коммерческих ульях в среднем было 4,83 клеща на 100 взрослых пчел. В калифорнийских гибридных ульях — 1,26. Таким образом, интенсивность заражения клещами у гибридных пчел была на 68,3% ниже. Клещи встречались в обеих группах: в 93,8% случаев при осмотре коммерческих ульев и в 85,3% случаев при осмотре калифорнийских гибридных ульев. Однако у местных пчел интенсивность заражения и распространенность клещей были значительно ниже, чем в коммерческих ульях.
Кроме того, они гораздо реже превышали допустимый уровень обработки. В коммерческих колониях допустимый уровень превышался в 77,5 % случаев. В калифорнийских гибридных колониях — в 53,5 %. Вероятность превышения допустимого уровня в коммерческих колониях была более чем в пять раз выше — 5,2.
Борис Баер, профессор энтомологии Калифорнийского университета в Риверсайде и соавтор исследования, рассказал, что проект стал результатом обсуждений с людьми, уже работающими в этой области.
«Этот вопрос возник не в лаборатории. Он возник в ходе бесед с пчеловодами, — говорит Баер. — Они были не просто наблюдателями, они помогали формулировать вопросы, которые легли в основу этого исследования».
Разгадка появилась еще до взросления
Полевые данные свидетельствуют о том, что калифорнийские пчёлы лучше справляются с клещами. Лабораторные исследования выявили возможную причину этого, которая проявляется на ранних этапах развития.
Для размножения клещи варроа должны проникать в ячейки с расплодом, поэтому ученые проверили, одинаково ли клещи реагируют на развивающихся личинок обоих типов пчел. В ходе одного из экспериментов по выбору хозяина исследователи провели 36 испытаний, в ходе которых было сделано 2560 наблюдений за личинками в возрасте пяти, шести, семи и восьми дней. Личинки были взяты из 12 семей, по шесть от каждого генотипа.
В обеих группах клещи больше всего проявляли интерес к личинкам семидневного возраста. Это совпадает с результатами более ранних исследований, показавших, что клещи предпочитают личинок на поздней стадии развития, незадолго до запечатывания ячеек. Тем не менее две группы пчел выглядели по-разному.
Коммерческие личинки стабильно привлекали больше клещей, чем калифорнийские гибридные личинки, хотя разница в количестве клещей зависела от возраста личинок.
Последующие поведенческие испытания
В ходе последующего эксперимента, в котором участвовали только личинки семидневного возраста, эта закономерность подтвердилась. Исследователи провели девять поведенческих тестов с участием личинок из шести колоний, по три от каждого генотипа. В ходе этого эксперимента калифорнийские гибридные личинки содержали значительно меньше клещей и вероятность заражения клещами у них была ниже, чем у личинок других видов.
Согласно результатам исследования, клещи были обнаружены почти на всех коммерческих личинках, в то время как калифорнийские гибридные личинки были гораздо менее привлекательными для клещей. Средняя привлекательность калифорнийских гибридных личинок для клещей составила 0,64 ± 0,07, а количество клещей — в среднем 58,3 % ± 5,9 % по сравнению с почти полным заражением коммерческих личинок.
Этот результат поразил Чонг-Эчавес.
«Больше всего меня удивило то, что различия проявлялись уже на стадии личинки, — сказала она. — Это наводит на мысль, что механизм сопротивления может быть не просто поведенческим, а генетически заложенным в самих пчёлах».
Поведение взрослых рабочих пчел не учитывалось в этих лабораторных экспериментах, поэтому исследователи утверждают, что выявленная разница связана с особенностями расплода, а не только с поведением колонии.
Полезный ответ, но не исчерпывающий
В исследовании не утверждается, что эти пчелы не заражены клещами. Также не предлагается отказаться от существующих методов ведения хозяйства.
Такая осторожность важна, поскольку все колонии, участвовавшие в полевом исследовании, обрабатывались по одним и тем же правилам. Колонии обрабатывались, когда количество клещей превышало допустимый уровень. Таким образом, по словам исследователей, полученные результаты отражают признаки, связанные с устойчивостью к клещам, в контролируемых условиях. Пока нельзя сказать, как будут выглядеть необработанные калифорнийские гибридные колонии с течением времени. В исследовании также отмечается, что категории генотипов определялись на основе происхождения матки и особенностей местного спаривания, а не полной геномной идентификации, что означает, что внутри каждой группы, вероятно, сохраняются различия.
Авторы указывают и на другие ограничения. Раствор сахарной пудры, используемый для подсчета клещей, обладает ограниченной чувствительностью, поэтому более низкая распространенность калифорнийских гибридных колоний может быть отчасти связана с тем, что количество клещей не достигает уровня обнаружения. Лабораторные тесты на выбор также упрощают реальную жизнь колонии. Клещи все равно проникают в расплод, даже если хозяева не идеальны, поэтому результаты указывают на относительные различия в привлекательности, а не на полный отказ от спаривания.
Тем не менее закономерность прослеживалась.
Колонии Южной Калифорнии
Южная Калифорния может быть особенно благоприятным местом для такого отбора. В исследовании говорится, что мягкая зима и круглогодичное развитие личинок создают идеальные условия для непрерывного размножения клещей. В отличие от более холодных регионов, где развитие личинок приостанавливается, а численность клещей меняется в зависимости от времени года, колонии в Южной Калифорнии испытывают постоянное давление. Исследователи не обнаружили значимых сезонных колебаний в интенсивности заражения клещами или их распространенности ни в одной из групп. В таких условиях любая особенность, снижающая жизнеспособность клещей, может иметь большое значение.
Теперь команда ученых хочет изучить генетические, поведенческие и химические сигналы, которые могут сделать калифорнийских гибридных личинок менее привлекательными для хищников. В статье говорится о возможных различиях в выделении летучих веществ или кутикулярных углеводородах, которые в более ранних исследованиях связывались с привлечением клещей. Также высказывается предположение, что свою роль могут играть иммунные реакции личинок.
«В то время как опылители по всему миру находятся под угрозой исчезновения, эта работа дает надежду: возможно, решения уже существуют, и нам просто нужно их найти», — говорит Чонг-Эчавес.
Практическое значение исследования
Это исследование показывает, что проблему с клещами в пчеловодстве можно решить не только с помощью химикатов, но и за счет особенностей, уже присущих некоторым популяциям медоносных пчел.
Если бы исследователи смогли выявить генетические или химические факторы, влияющие на привлечение клещей, эти данные можно было бы использовать в селекционных программах, которые снизят потребность в обработке и помогут колониям оставаться здоровыми в условиях сильного паразитарного заражения.
Для фермеров и пчеловодов это может означать создание более эффективных систем опыления, менее зависимых от многократного применения средств от клеща.
Результаты исследования опубликованы в онлайн-версии журнала Scientific Reports.