Οι μέλισσες στην αποικία του εργαστηρίου. Λέιφ Ρίτσαρντσον, CC BY-NC-ND

Αναζητήστε πληροφορίες σχετικά με την «αυτοθεραπεία» και πιθανότατα θα βρείτε περιγραφές των μυριάδων τρόπων με τους οποίους εμείς οι άνθρωποι χρησιμοποιούμε φάρμακα για την επίλυση προβλημάτων. Στην πραγματικότητα, η κατανάλωση βιολογικά ενεργών μορίων - πολλά από τα οποία προέρχονται από φυτά - για να αλλάξουν το σώμα και το μυαλό μας φαίνεται ένα κατ' ουσία ανθρώπινο χαρακτηριστικό.

Αλλά τα φυτά κατέχουν εξέχουσα θέση στη διατροφή πολλών ζώων επίσης. Μια αυξανόμενη σώμα έρευνας υποδηλώνει ότι ορισμένα ζώα μπορεί να αντλούν φαρμακευτικά οφέλη από τη χημεία των φυτών και ίσως ακόμη και να αναζητούν αυτές τις χημικές ουσίες όταν είναι άρρωστα. Οι χιμπατζήδες τρώνε ορισμένα φύλλα που έχουν ιδιότητες που καταστρέφουν τα παράσιτα. Έγκυοι ελέφαντες έχουν παρατηρηθεί τρώγοντας φυτικό υλικό από δέντρα που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για να προκαλέσουν τοκετό. Μπορεί να έχετε δει ακόμη και τον σκύλο ή τη γάτα σας να τρώει γρασίδι – το οποίο δεν τους παρέχει καμία διατροφή – σε κάτι που πιστεύεται ότι είναι μια προσπάθεια αυτοθεραπείας της ναυτίας προκαλώντας εμετό.

Στην έρευνά μου, εξέτασα τον τρόπο με τον οποίο οι μέλισσες επηρεάζονται από αυτά τα είδη βιολογικά ενεργών ενώσεων. Με συναδέλφους, βρήκα ότι ορισμένες φυτικές χημικές ουσίες που υπάρχουν φυσικά στο νέκταρ και τη γύρη μπορούν να ωφελήσουν τις μέλισσες που έχουν μολυνθεί με παθογόνα. Οι μέλισσες μπορεί ακόμη και να αλλάξουν τη συμπεριφορά αναζήτησης τροφής όταν μολυνθούν, ώστε να μεγιστοποιήσουν τη συλλογή αυτών των χημικών ουσιών. Θα μπορούσαν τα φυσικά φυτικά χημικά στα λουλούδια να είναι μέρος μιας λύσης για την ανησυχητική μείωση των άγριων και διαχειριζόμενων μελισσών;

Γιατί τα φυτά παράγουν αυτές τις χημικές ουσίες;

Εκτός από τις ενώσεις που φτιάχνουν τα φυτά για την εκτέλεση των «πρωταρχικών» εργασιών της φωτοσύνθεσης, της ανάπτυξης και της αναπαραγωγής, τα φυτά συνθέτουν επίσης τις λεγόμενες ενώσεις δευτερογενούς μεταβολίτη. Αυτά τα μόρια έχουν πολλούς σκοπούς, αλλά ο κύριος μεταξύ τους είναι η άμυνα. Αυτές οι χημικές ουσίες καθιστούν τα φύλλα και άλλους ιστούς δυσάρεστα ή τοξικά για τα φυτοφάγα ζώα που διαφορετικά θα εξαφανίζονταν.

Πολλές μελέτες της συνεξέλιξης επικεντρώνεται στις αλληλεπιδράσεις φυτών-φυτοφάγων που διαμεσολαβούνται από τη χημεία των φυτών. Ένας «αγώνας εξοπλισμών» μεταξύ φυτών και φυτοφάγων έχει λάβει χώρα σε μακροχρόνιες κλίμακες, με τα φυτοφάγα ζώα να προσαρμόζονται για να ανέχονται και ακόμη και να ειδικεύονται σε τοξικά φυτά, ενώ τα φυτά φαίνεται να έχουν εξελίξει νέες τοξίνες για να παραμείνουν μπροστά από τους καταναλωτές τους.

Για τις προνύμφες του μονάρχη, το γαλακτόχορτο είναι τόσο ντουλάπι κουζίνας όσο και ντουλάπι φαρμάκων. Λέιφ Ρίτσαρντσον, CC BY-NC-ND

Τα φυτοφάγα μπορεί να έχουν οφέλη, κόστος ή συνδυασμό και των δύο όταν καταναλώνουν φυτικούς δευτερογενείς μεταβολίτες. Για παράδειγμα, οι προνύμφες της πεταλούδας monarch είναι εξειδικευμένα φυτοφάγα ζιζανίων, τα οποία περιέχουν τοξικά στεροειδή που ονομάζονται καρδενολίδες. Ενώ μονάρχες επιλεκτικά συγκεντρώνονται καρδενολίδια στο σώμα τους ως άμυνα ενάντια σε αρπακτικά όπως τα πουλιά, μπορεί επίσης να υποστούν βραδύ ρυθμό ανάπτυξης και αυξημένο κίνδυνο θνησιμότητας ως συνέπεια της έκθεσης σε αυτές τις τοξικές ενώσεις.

Είναι ενδιαφέρον ότι οι δευτερογενείς μεταβολίτες δεν βρίσκονται μόνο στα φύλλα. Υπάρχουν επίσης σε ιστούς των οποίων η φαινομενική λειτουργία είναι να προσελκύουν αντί να απωθούνται – συμπεριλαμβανομένων των φρούτων και των λουλουδιών. Για παράδειγμα, είναι από καιρό γνωστό ότι το νέκταρ λουλουδιών συνήθως περιέχει δευτερογενείς μεταβολίτες, συμπεριλαμβανομένων μη πρωτεϊνικών αμινοξέων, αλκαλοειδών, φαινολικών, γλυκοσιδών και τερπενοειδών. Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για το πώς ή εάν αυτές οι χημικές ουσίες επηρεάζουν τους επικονιαστές όπως οι μέλισσες.

Θα μπορούσαν οι δευτερογενείς μεταβολίτες να επηρεάσουν τις αλληλεπιδράσεις των φυτών με τους επικονιαστές, όπως ακριβώς επηρεάζουν τις αλληλεπιδράσεις με φυτοφάγους καταναλωτές ιστού φύλλων; Παρόμοια με άλλα φυτοφάγα, θα μπορούσαν και οι μέλισσες να ωφεληθούν από την κατανάλωση αυτών των φυτικών ενώσεων; Θα μπορούσε η δευτερογενής κατανάλωση μεταβολιτών να βοηθήσει τις μέλισσες να αντιμετωπίσουν τα παράσιτα και τα παθογόνα που εμπλέκονται στη μείωση των άγριων και διαχειριζόμενων μελισσών;

Οι φυτικές ενώσεις μειώνουν τα παράσιτα στις μέλισσες

Με συναδέλφους στα εργαστήρια του Rebecca Irwin στο Dartmouth College και Λιν Άντλερ στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης, στο Άμχερστ, ερεύνησα αυτές τις ερωτήσεις στο α νέα μελέτη. Διαπιστώσαμε ότι μια δομικά ποικιλόμορφη σειρά φυτικών δευτερογενών μεταβολιτών ενώσεων που βρίσκονται στο νέκταρ λουλουδιών μπορεί να μειώσει το φορτίο παρασίτων στις μέλισσες.

Σε εργαστηριακό περιβάλλον, μολύναμε την κοινή ανατολική μέλισσα (Ο Bombus ανυπόμονος) με ένα πρωτόζωο παράσιτο του εντέρου, Κριθίδια μπόμπι, το οποίο είναι γνωστό ότι μειώνει τη μακροζωία των μελισσών και την αναπαραγωγική επιτυχία. Στη συνέχεια ταΐζαμε τις μέλισσες καθημερινά είτε με δίαιτα ελέγχου με νέκταρ μόνο με σακχαρόζη είτε με μία από τις οκτώ δευτερογενείς ενώσεις μεταβολιτών που απαντώνται φυσικά στο νέκταρ των φυτών που επισκέπτονται οι μέλισσες στη φύση.

Μετά από μία εβδομάδα, μετρήσαμε τα κύτταρα παρασίτου στα έντερα της μέλισσας. Συνολικά, μια δίαιτα που περιέχει δευτερογενείς μεταβολίτες μείωσε σημαντικά το φορτίο της νόσου της μέλισσας. Οι μισές ενώσεις είχαν στατιστικά σημαντική επίδραση από μόνες τους. Η ένωση με την ισχυρότερη επίδραση ήταν το αλκαλοειδές καπνού αναβασίνη, το οποίο μείωσε το φορτίο των παρασίτων κατά περισσότερο από 80%. Άλλες ενώσεις που προστάτευαν τις μέλισσες από τα παράσιτα περιελάμβαναν ένα άλλο αλκαλοειδές καπνού, τη νικοτίνη, το τερπενοειδή θυμόλη, που βρίσκεται στο νέκταρ των δέντρων λαβρακιού και την catalpol, έναν ιριδοειδή γλυκοσίδη που βρίσκεται στο νέκταρ της χελώνας, ένα φυτό υγροτόπων της ανατολικής Βόρειας Αμερικής.

Περιμέναμε ότι οι μέλισσες μπορεί επίσης να επιβαρυνθούν με κόστος όταν κατανάλωναν αυτές τις ενώσεις. Όμως διαπιστώσαμε ότι καμία από τις χημικές ουσίες δεν είχε επίδραση στη μακροζωία των μελισσών. Η αναβασίνη, η ένωση με το ισχυρότερο αντιπαρασιτικό όφελος, επέβαλε ένα αναπαραγωγικό κόστος, αυξάνοντας τον αριθμό των ημερών που είναι απαραίτητες για να ωριμάσουν οι μέλισσες και να γεννήσουν αυγά. Παρά αυτή την καθυστέρηση, ωστόσο, δεν υπήρχαν διαφορές στην τελική αναπαραγωγική απόδοση στο πείραμά μας.

Αυτή η έρευνα δείχνει ξεκάθαρα ότι οι άγριες μέλισσες μπορούν να ωφεληθούν όταν καταναλώνουν τους δευτερογενείς μεταβολίτες που υπάρχουν φυσικά στο νέκταρ λουλουδιών. Και η έκθεση των μελισσών κατά τη διάρκεια της ζωής τους σε αυτές τις ενώσεις είναι πιθανώς ακόμη μεγαλύτερη, καθώς τις καταναλώνουν επίσης σε γύρη και ως προνύμφη.

Σε άλλη έρευνα, έχουμε αποκαλύψει στοιχεία ότι ορισμένες από τις ενώσεις με αντιπαρασιτική λειτουργία αναζητούνται από τις μέλισσες όταν έχουν παράσιτα, αλλά όχι όταν είναι υγιείς. Τουλάχιστον σε ορισμένα πλαίσια - συμπεριλαμβανομένου ενός πειράματος αγρού με άγριες μέλισσες που έχουν φυσικά μολυνθεί Κριθίδια μπόμπι – οι αγριόμελισσες κάνουν επιλογές αναζήτησης τροφής ως απάντηση στην κατάσταση των παρασίτων, παρόμοια με άλλα ζώα που αυτοθεραπεύονται.

Μια συνταγή για αγωνιζόμενους πληθυσμούς μελισσών;

Τι γίνεται λοιπόν με τις πρακτικές εφαρμογές: θα μπορούσε αυτή η έρευνα να αξιοποιηθεί για να βοηθήσει στη μείωση του πληθυσμού των μελισσών; Δεν ξέρουμε ακόμα. Ωστόσο, τα ευρήματά μας προτείνουν μερικές ενδιαφέρουσες ερωτήσεις σχετικά με τη διαχείριση του τοπίου, την κηπουρική των ενδιαιτημάτων επικονιαστών και τις πρακτικές των αγροκτημάτων.

Σε μελλοντικές εργασίες, σχεδιάζουμε να διερευνήσουμε εάν η φύτευση συγκεκριμένων φυτών γύρω από μελισσοκομεία και αγροκτήματα θα είχε ως αποτέλεσμα υγιέστερους πληθυσμούς μελισσών. Είναι τα αυτοφυή φυτά σημαντικές πηγές φαρμακευτικών ενώσεων για τις μέλισσες με τις οποίες μοιράζονται μακρά εξελικτική ιστορία; Μπορούν οι εκμεταλλεύσεις που εξαρτώνται από επικονιαστές άγριων μελισσών για την παροχή της «υπηρεσίας οικοσυστήματος» της επικονίασης να τυγχάνουν καλύτερης διαχείρισης για την υποστήριξη της υγείας των μελισσών;

Η παράδοση δευτερογενών μεταβολιτών νέκταρ και γύρης σε άρρωστες μέλισσες δεν είναι πιθανότατα το μόνο απαραίτητο εργαλείο για την προώθηση της μακροπρόθεσμης βιωσιμότητας αυτών των οικολογικά και οικονομικά σημαντικών ζώων. Αλλά φαίνεται ότι αυτό θα μπορούσε να είναι τουλάχιστον μέρος της λύσης. Η γεωργία μπορεί να κάνει τον κύκλο της, αναγνωρίζοντας ότι για να επωφεληθούμε από μια υπηρεσία οικοσυστήματος που παρέχεται από άγρια ​​ζώα, πρέπει να λάβουμε υπόψη τις απαιτήσεις ενδιαιτημάτων τους.

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία.
Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Ο Leif Richardson είναι Μεταδιδακτορικός Ερευνητικός Συνεργάτης του Εθνικού Ινστιτούτου Τροφίμων και Γεωργίας του USDA στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ. Εργάζεται σε αλληλεπιδράσεις πολλών ειδών με επίκεντρο τα φυτά και τους επικονιαστές τους, ιδιαίτερα τις μέλισσες. Μελετά πώς οι επικονιαστές άγριων μελισσών του εμπορικού μύρτιλου επηρεάζονται από τη χημεία των φυτών και πώς οι αλληλεπιδράσεις των φυτών με τους μυκόρριζους μύκητες επηρεάζουν την υγεία των μελισσών. Ένα άλλο ερευνητικό ενδιαφέρον είναι η χρήση δεδομένων δειγμάτων μουσείων για τη μελέτη των προτύπων μείωσης στα είδη μελισσών της Βόρειας Αμερικής και της Ευρώπης. Επισκεφθείτε την ιστοσελίδα του: www.leifrichardson.org/

Βιβλίο με συν-συγγραφέα Leif Richardson:

{amazonWS: searchindex=Books;keywords=0691152225;maxresults=1}