Понимание генетических и экологических факторов, которые позволяют некоторым диким пчелиным колониям переносить патогены и пережить зиму в отсутствие управления пчеловодством, может помочь привести к размножению запасов, которые улучшат выживаемость управляемых колоний, согласно исследованию, проведенному исследователями из Колледжа сельскохозяйственных наук штата Пенсильвания.

Ферализация происходит, когда ранее одомашненные организмы убегают в дикую природу и создают популяции в отсутствие человеческого влияния, объяснил ведущий исследователь Чонси Хиншоу, докторант в области патологии растений и экологической микробиологии.

"В случае медоносных пчел колонии, которые избегают одомашнивания и обосновываются в дикой природе, дают возможность изучить, как экологические и генетические факторы влияют на приспособленность диких организмов по сравнению с их одомашненными аналогами", - сказал Хиншоу. "Некоторые предположили, что искусственный отбор, связанный с одомашниванием медоносных пчел, снизил их приспособленность и сделал управляемые колонии уязвимыми для вредителей и патогенов."

Дикие медоносные пчелы часто взаимодействуют как с управляемыми, так и с дикими видами пчел, играя решающую роль в динамике патогенов, которые разделяются между этими тесно связанными группами, отметила соавтор исследования Маргарита Лопес-Урибе, доцент кафедры энтомологии и профессор ранней карьеры Лоренцо Л. Лангстрот.

"Как одомашненные, так и одичавшие медоносные пчелы сталкиваются с серьезными проблемами из-за большого количества вредителей и патогенов, но одичавшие медоносные пчелы должны бороться с болезнями сами, так как у них нет пчеловод, помогающих им бороться с вредителями в колонии", - сказала она. "Это делает медоносных пчел идеальной моделью для исследования гипотезы о том, что динамика хозяина–патогена во время ферализации может привести к более высокому давлению болезни и толерантности к патогенам у диких организмов."

Исследовательская группа задалась целью ответить на три вопроса: Являются ли дикие колонии резервуарами патогенов с высоким уровнем патогенов по сравнению с управляемыми колониями? Приводят ли повышенные уровни патогенов к более высокой экспрессии иммунных генов в диких колониях, чем в управляемых колониях? Коррелирует ли экспрессия иммунных генов с выживаемостью пчелиных семей?

Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи в партнерстве с пчеловодами обнаружили 25 диких пчелиных колоний по всей Пенсильвании и объединили каждую из этих колоний с управляемой колонией в радиусе семи миль, чтобы контролировать изменение климата и ландшафта. Команда исследовала эти колонии в течение двухлетнего периода, чтобы измерить зимнюю выживаемость, уровни трех патогенов-вируса деформированного крыла, вируса черной маточной клетки и Nosema ceranae—и экспрессию шести генов, регулирующих иммунитет.

Вирус деформированного крыла, или ДВВ, считается самым серьезным вирусным патогеном медоносных пчел из-за его распространенности во всем мире и его роли в зимних потерях колоний. ДВВ и другие вирусы часто распространяются паразитическими клещами Варроа, что требует от пчеловодов реализации стратегий управления, направленных на минимизацию заражения клещами своих пчел.

Результаты работы группы, недавно опубликованные в журнале Frontiers in Ecology and Evolution, показали, что дикие колонии имели более высокий уровень DWV, но он был изменчивым с течением времени по сравнению с управляемыми колониями. Кроме того, более высокие уровни патогенов были связаны с повышенной экспрессией иммунных генов, причем дикие колонии демонстрировали более высокую экспрессию в пяти из шести исследованных иммунных генов по крайней мере в течение одного периода отбора проб.

"Мы также обнаружили, что дифференциальная экспрессия иммунных генов hymenoptaecin и vago увеличивает шансы на зимовку как в управляемых, так и в диких колониях", - сказал Хиншоу. "В результате эти два гена можно считать биомаркерами здоровья медоносных пчел, которые можно использовать для прогнозирования способности колонии пережить зиму."

Лопес-Урибе сказал, что полученные результаты свидетельствуют о роли ферализации в изменении ландшафтов патогенов и иммунных реакций хозяина.

"Наше исследование было первым, чтобы показать связь динамики хозяина–патогена с выживанием диких колоний", - сказала она. "Дальнейшие исследования по выявлению генетических механизмов толерантности к вирусам и биомаркеров здоровья пчел могут помочь селекционным усилиям по усилению этих признаков у отдельных видов медоносных пчел с целью снижения потерь колоний для пчеловодческой отрасли."

ИСТОЧНИК