Pszczoły tolerancyjne na nosemozę

W poprzednim artykule dotyczącym nosemozy typu A i C omówiłam cykl życia tych grzybów, przebieg choroby oraz najnowsze badania naukowe dotyczące jej leczenia. Wspomniałam w nim o pszczołach tolerancyjnych na nosemozę, w których stopień porażenia rodzin pszczelich tą chorobą nie przekracza 10%.

Jeden za wszystkich… wszyscy za jednego?

W roku 1869 Johannes Mehring opublikował książkę zawierającą teorię, że rodzina pszczela tworzy superorganizm, w którym pojedyncza pszczoła reprezentuje komórkę ciała, a cała rodzina – organizm. To holistyczne podejście determinuje odporność roju na choroby – ostatecznie najważniejsze jest przetrwanie rodziny, nie pojedynczej robotnicy.

Jednocześnie sprawny system immunologiczny jednego osobnika może być kluczowy dla przetrwania roju, tak jak ma to miejsce w organizmie ludzkim, gdzie jedna wadliwa komórka może doprowadzić do pojawienia się raka, a ostatecznie do śmierci.

fot.© Pixabay

Wśród zachowań indywidualnych pszczół dostrzec można zachowania higieniczne, np. samoczyszczenie, usuwanie chorych larw, utrzymanie gniazda w czystości (Spivak i Reuter, 2001). Ponadto rodzina pszczela konstruuje gniazdo z materiałów antybakteryjnych (Christe i in. 2003), a komórki, w których wychowywany jest czerw, są dezynfekowane za pomocą propolisu.

W przypadku patogenów wrażliwych na zmiany temperatury pszczoły wpadają w „społeczną gorączkę” (social fever) polegającą na podnoszeniu temperatury w gnieździe, np. podczas zwalczania grzybicy otorbielakowej, która jest wrażliwa na zmiany temperatury (Starks i in. 2000).

Obserwowano również, że chore osobniki chętniej podejmują zachowania ryzykowne (Schmid- Hempel, 2005). W przypadku wystąpienia w gnieździe endopasożytów, m.in. Nosema ceranae, pszczoły postępują na dwa sposoby z chorymi robotnicami: usuwają zainfekowane osobniki z ula albo unikają z nimi kontaktu.

Atakowanie, wyrzucanie z gniazda lub zabijanie robotnic zaobserwowano w przypadku infekcji pszczół Wirusem Zdeformowanych Skrzydeł (DWV) (Richard i in. 2008).

Odporność a tolerancja

System odpornościowy każdego organizmu może obrać dwie strategie rozwoju: odporność lub tolerancję. Odporność organizmu jest wynikiem „wyścigu zbrojeń” pasożyta i żywiciela. Według hipotezy Czerwonej Królowej, im bardziej wyspecjalizowany jest drapieżca, tym sprawniejsza musi stać się ofiara, a im doskonalsza staje się ofiara, tym lepszy musi być drapieżca.

Odporność polega więc na ciągłej walce systemu odpornościowego żywiciela z patogenem.

Natomiast tolerancja ogranicza ów „wyścig zbrojeń” poprzez minimalizowanie wpływu pasożyta na organizm żywiciela – zaatakowany organizm zamiast aktywnego zwalczania patogenu specjalizuje się w tolerowaniu go i minimalizowaniu szkód.

Podobny mechanizm występuje u roślin tolerancyjnych, które pomimo porażenia chorobą wydają dobry plon.

Badania laboratoryjne wykazały, że pszczoły porażone N.ceranae preferują miód słonecznikowy.
fot.© Milan Motyka

Tolerując nosemozę

W 1982 w pasiece Kelda Brandstrupa z Danii pojawiła się nosemoza. Zdeterminowany pszczelarz rozpoczął hodowlę pszczół, które byłyby odporne na tę chorobę. Celowo infekował pszczoły sporami pasożyta. Hodowlę prowadził na wyspie krzyżując ze sobą tylko owady z rodzin, w których nie wystąpiła nosemoza.

Po kilku latach Duńczykowi udało się uzyskać linię pszczół tolerancyjnych na nosemozę – śmiertelność spowodowana tą chorobą nie przekracza 10% (u ras wrażliwych stopień porażenia rodziny osiąga 60-80%). Na uniwersytetach na całym świecie przeprowadzono badania porównujące pszczoły tolerancyjne i wrażliwe na nosemozy.

Badania przyczyniły się do lepszego poznania działania systemu odpornościowego pszczół.

Chemisensoryczna wrażliwość receptorów smaku u owadów jest związana z koncentracją węglowodanów w hemolimfie (im mniej cukrów się w niej znajduje, tym bardziej wyczulone są chemoreceptory i tym intensywniej pszczoła spożywa pokarm).

Podejrzewa się, że to właśnie spadek poziomu trehalozy w organizmie pszczół prowadzi do zwiększenia apetytu owadów wrażliwych na nosemozę (Mayack i Nuang 2009). Pszczoły tolerancyjna na nosemozę są w stanie wyrównać straty energetyczne spowodowane infekcją poprzez modyfikowanie zachowania związanego z konsumpcją pokarmów, jeśli tylko napływ pożywienia jest nieograniczony.

U pszczół wrażliwych infekcja nosemozą prowadzi do nierównowagi energetycznej – pszczoły tolerancyjne nie mają tego problemu.

Kontrolowana śmierć komórki

W poprzednim artykule („Pasieka” 3/2017) wspominałam również, że nosemoza hamuje apoptozę w jelitach pszczół. Mechanizm apoptozy w jelitach owadów polega na obumieraniu zarażonych komórek i wydalaniu ich z kałem, co znacznie ogranicza rozprzestrzenianie się pasożytów.

Nosema ceranae u pszczół wrażliwych wpływa hamująco na ten mechanizm, poprzez uaktywnienie transkrypcji genów białka z rodziny inhibitorów apoptozy IAP-2. Tolerancyjne pszczoły są w stanie „uciec” manipulującemu wpływowi N. ceranae na geny, dlatego duńskie pszczoły są w stanie ograniczyć obecność pasożyta w organizmie poprzez wydalanie spor z kałem (Kurze i in. 2015).

Matki Buckfast z Danii

W artykule „Nosemoza typu A i typu C – kilka najnowszych badań” obiecałam, że zajmę się kwestiami prawnymi wprowadzania do Polski nowych linii A. mellifera. Jednak w trakcie pisania artykułu dowiedziałam się, że linia pszczół odpornych na N. ceranae jest od dawna dostępna w Polsce.

Próbowałam się skontaktować z Keldem Brandstrupem nie tylko w sprawie prawnego rozwiązania sprzedaży pszczół na terenie Unii Europejskiej, lecz chciałam też pozyskać informacje o innych cechach tej linii, takich jak miodność, rojliwość czy agresywność.

Niestety, ze względu na brak czasu, hodowca nie udzielił mi informacji.

Martyna Walerowicz

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"