Мікроби в квітах мають вирішальне значення для раціону бджіл, в цьому сенсі зміни мікробіому можуть бути голодними комахами.

потрібно

Запитайте у ентомолога, що робить бджолу бджолою, і ви, мабуть, отримаєте якусь версію «бджоли - це просто оси, які стали вегетаріанцями». Нові дослідження показують, що це неправда. Бджоли насправді всеїдні, а їх м’ясо - це мікроби.

Ця знахідка може відкрити нове вікно про те, чому бджоли потрапляють у біду: все, що порушує мікробну спільноту в їжі бджіл, будь то сильна спека, пов’язана зі зміною клімату, фунгіцидами або іншим стресовим фактором, може призвести до того, що бджоли, що розвиваються, голодують.

Бджоли є найвищими запилювачами для того, що їдять їхні діти. Більшість тварин відвідують квіти, щоб викрасти нектар, і вони можуть чи не відмити пилок і перенести його до наступної квітки. На відміну від цього, самки бджіл навмисно збирають пилок разом з нектаром, щоб годувати своїх дітей. Цей вибір їжі для личинок є частиною того, що визначає бджолу.

Вчені десятиліттями знали, що в пилку присутній бродильні мікроби, але, здавалося б, ніхто не замислювався, чи є вони також важливою їжею для бджіл. Мікроби функціонують як «зовнішній рубчик», який розщеплює частини пилку. Логічно, що бджоли можуть ковтати деякі мікроби, але двоє дослідників вирішили дослідити, чи їдять вони достатньо, щоб стати всеїдними, і чи справді бджолам потрібні ці мікроби для процвітання.

Прартана Дхарампал з Університету Вісконсина - Медісон і Шон Стеффан, працюючи спільно в університеті та Службі сільськогосподарських досліджень (ARS) Департаменту сільського господарства США, оцінили 14 різних видів бджіл у шести із семи сімей бджіл Вони виявили, що бджоли поїдають значну кількість мікробів, достатню для того, щоб змінити спосіб їхнього розміщення в харчових мережах.

Вчені використовують шкалу, щоб класифікувати, де належать організми в цій мережі: ті, які виробляють власну їжу, наприклад рослини, реєструються у так званій трофічній позиції 1 (ТР 1), травоїдні реєструються в ТП 2, а хижаки це роблять. робити на ТР 3 або навіть більше, якщо вони їдять інших м’ясоїдних. Середній показник TP у всіх досліджених бджіл становив 2,6, розміщуючи їх безпосередньо у всеїдному місці, на півдорозі між рослиноїдними та хижими тваринами. Цікаво, що трофічне становище різниться у різних сімей: від трохи вище рослиноїдних (2.11) до твердих хижих (3.09). Тепер, коли ТП відомий, Дхарампал каже, що цікавиться, чи справді бджоли шукають пилок, чи мікроби, пов’язані з пилком.

Для більшості людей ідея про те, що мікроорганізми можуть кваліфікуватися як м’ясо, є радикальною. За останні чотири роки Стеффан та його колеги, включаючи Дхарампала, опублікували серію статей, що свідчать про те, що мікроби є важливою частиною різноманітних харчових мереж, включаючи ті, що стосуються бджіл. Отримані ними дані підтверджують, що гриби, бактерії та інші мікроскопічні гравці можуть поміститися де завгодно в харчовій мережі, змінюючи наш погляд на хижаків та здобич, хижаків та рослиноїдних тварин, а також на те, що робить бджолу бджолою.

Стеффан та його колеги також показали, що мікробне м’ясо є необхідною частиною раціону бджіл. Дослідники випробували вид бджоли-муляра, який відкладає яйця в трубочки на землю для зручності доступу та транспортування. У кожну трубку бджола-муляр відкладає серію яєць, кожна у свою пачку пилку та нектару. Дослідники змусили бджоляра штату Юта надіслати їм партію пробірок відразу після того, як бджоли наповнили їх. Потім вони виймали яйця з тако, відділяли самців від самок і використовували лише личинки самців бджіл, розділених на сім груп по 12 осіб.

Вчені стерилізували половину пилку, а потім подавали групам різні суміші стерилізованої та нестерилізованої пилку. Зі збільшенням відсотка стерилізованого пилку в їжі зростала ймовірність загибелі личинок. Також личинки важили менше і дозрівали довше. "Мікроби є дуже важливим джерелом поживних речовин для цих бджіл", - говорить Дхарампал. "Якщо ви вилучите це важливе джерело або частину з їх раціону, вони сильно постраждають".

Ідея про те, що бджоли є вегетаріанцями, укорінилася в ентомології, і Стеффан зізнається, що він та його колеги зіткнулись із зустрічним вітром, коли намагалися змусити їх прийняти його документи, що стосуються всеїдності бджіл. Нарешті, вони були опубліковані в "Американському натуралісті" та "Proceedings of the Royal Society B", відповідно. Глорія Дегранді-Хоффман, яка працює на ARS і досліджувала мікробіом медоносних бджіл, але не була частиною роботи, каже, що наукове співтовариство завжди скептично ставиться до цього. Коли нова знахідка суперечить загальновизнаному сприйняттю, люди переконують.

Результати досліджень бджіл-мулярів свідчать про те, що бджоли могли голодувати або голодувати, якщо певні мікроби зникають з їх раціону. Вчені пояснюють зменшення кількості керованих та диких бджіл різними поєднаннями втрати та деградації середовища існування, шкідників та патогенних мікроорганізмів, впливу пестицидів та зміни клімату. Вони в основному зосереджені на тому, як ці фактори впливають безпосередньо на бджіл. Наступним кроком є ​​з’ясування того, чи можуть стресори впливати на мікроби, що передаються пилком. Стеффан каже, що будь-який стресор, який викидає зовнішній рубець з-під контролю, може бути "непрямим, але не менш смертельним способом" для знищення бджіл.

Одним із цих факторів є спека кліматичних змін. "Може бути, що спека безпосередньо не може призвести до розвитку бджіл", - говорить Стеффан. "Але цілком може бути, що сильна спека вбиває мікробні симбіонти в пилку, і тоді бджола страждає від нестачі мікробів". Стеффан і Дхарампал розслідують цю можливість.

Винуватцем можуть бути також фунгіциди. Хоча потрібно провести ще більше досліджень, Стеффан каже: "На даний момент ми маємо достатньо доказів того, що фунгіциди різко змінюють мікробну спільноту бродіння пилку". І додає, "використання фунгіцидів у сільському господарстві, швидше за все, є головним фактором стресу: головним фактором, що сприяє зниженню бджіл".

Звичайно, невдалі популяції бджіл можуть калічити посіви та дикі рослини, які допомагають запиленню. Близько трьох чвертей квіткових рослин і посівів Землі отримують користь від запилювачів тварин, у тому числі 87 зі 115 найважливіших продовольчих культур у світі. 20 000 видів бджіл у світі не єдині тварини, які запилюють, але вони є найкращими запилювачами для багатьох основних продуктів харчування.

Знання ролі пилкових мікробів може допомогти вирішити проблеми збереження, наприклад, направляючи вибір квітів на відновлення середовища існування.

Сандра Рехан з Йоркського університету в Торонто, яка займається вивченням мікробного життя, пов'язаного з дикими бджолами, і не була частиною останніх робіт, каже, що висновки "матимуть довгострокові програми для збереження, як тільки ми об'єднаємо квіти, ландшафт і мікроби".

У дослідженні 2017 року вона та її співавтори писали: «Можливо, для відновлення середовища проживання запилювачів слід розглянути квіткові насадження, які збільшують присутність основних бактерій, що знаходяться в квітках, дорослих та композиціях пилку, таких як Lactobacillus та Saccharibacter. Потрібна подальша робота щодо визначення ролі цих основних бактерій у відновленні здорових спільнот запилювачів ".

Новий прийом мікробів пилку - це лише останній приклад того, як важливий мікробіом у всіх сферах життя, який ми, можливо, ігноруємо на свій ризик. "Ми, як тварини та квіткові рослини, процвітали настільки, наскільки ми можемо співпрацювати, кооптувати та захоплювати мікробні послуги", - говорить Стеффан.

Він додає, що ми бачимо харчові мережі через лінзи хребетних та ссавців, але мікроби перебувають на планеті набагато довше, ніж тварини чи рослини.

Стеффан, Дхарампал та інші закликають до радикальної зміни того, як ми бачимо життя на землі. В кінці своєї статті про американського натураліста вони пишуть: "Розглядаючи симбіоз бджіл і мікробів з мікробної точки зору, мікроби можна розглядати як завзятих бджолярів, що сприяють і допомагають своїм фауністичним симбіонтам у щорічному збиранні пилку".