تجزیه و تحلیل عسل، بینشی در مورد سلامت زنبور عسل ارائه می‌دهد

چرا درک جایگاه اکولوژیکی زنبور عسل مهم است؟

آنچه جایگاه اکولوژیکی یک موجود زنده را مشخص می‌کند، تعادل ظریفی از تعاملات و سازگاری با گونه‌های دیگر است که در همان زیستگاه همزیستی دارند. زنبورهای عسل با گرده افشانی درختان و گل ها، تعداد زیادی از گونه های گیاهی گلدار را برای منابع غذایی و رشد خود مورد بهره برداری قرار می دهند. از سوی دیگر، کلنی‌های زنبور عسل زمانی که شرایط محیطی به نفع تکثیر گونه‌های بیماری‌زا مانند کنه‌های Varroa باشد، ضعیف می‌شوند. بنابراین، پویایی گونه‌های طاقچه اکولوژیکی زنبور عسل به طور جدایی ناپذیری با نوع زیستگاه زنبورها و تغییرات فصلی آن مرتبط است.

در مواجهه با تغییر ساختار فزاینده مناطق کشاورزی و اثرات تغییرات آب و هوایی، سوله های اکولوژیکی زنبورها آسیب پذیرتر می شوند. درک بهتر پویایی فعل و انفعالات بین زنبورها و گونه های اطراف به شناسایی دوره ها و مناطق خطر برای زنبورها کمک می کند. این امر در محیط های روستایی و کشاورزی بسیار مهم است، جایی که فعل و انفعالات گونه ها بر بهره وری محصولات تأثیر می گذارد. این قانع کننده است که چقدر از غذا و بقای ما به عملکرد صحیح حشرات کوچک بستگی دارد!» آناستاسیوس گالانیس، نویسنده اول این مطالعه اظهار داشت.

عسل، نشانگر منحصر به فرد تنوع گیاهی محیطی

زنبورهای عسل با بازگرداندن شهد و گرده گل‌هایی که علوفه می‌کنند و سپس آن را در سلول‌های کندو قرار می‌دهند تا آب کافی تبخیر شود. از طریق این فرآیند، عسل با ارگانیسم‌های مختلفی در تماس است و بنابراین حاوی DNA از گونه‌های مختلف است که مجموعاً DNA محیطی (eDNA) نامیده می‌شود. این از گیاهان علوفه ای، باکتری های روده زنبورها و پاتوژن های بالقوه کندو منشاء می گیرد. روش بهینه‌سازی‌شده‌ای که اکنون منتشر شده است به نام «متاژنومیکس مستقیم تفنگ ساچمه‌ای» شامل تعیین توالی و شناسایی جامع قطعات eDNA موجود در عسل است. همانطور که توسط Galanis توضیح داده شده است: “طراحی و آزمایش یک خط لوله بیوانفورماتیک تنظیم شده برای داده های متاژنومی عسل به ما امکان می دهد حساسیت و ویژگی را افزایش دهیم؛ بنابراین، می توانیم در مورد شناسایی گونه های خاص کاملاً مطمئن باشیم.”

در این مطالعه، محققان چندین نمونه عسل را از یک زنبورستان واقع در یک چشم انداز معمولی مدیترانه تجزیه و تحلیل کردند. آنها بیش از 40 گونه از گیاهان را شناسایی کردند که همه تنوع گیاهی اطراف کندوها را منعکس می کنند. دکتر پاتالانو گفت: «آنچه بسیار قابل توجه بود، این است که ببینیم فراوانی eDNA گیاهی در طول فصول چقدر متغیر است، که کاملاً منعکس کننده سازگاری های رفتاری جستجوی غذا است که به دنبال گلدهی گیاه است.» محققان همچنین نمونه‌های مختلف عسل را با استفاده از melissopalinology (استفاده از شکل دانه‌های گرده برای تعیین خصوصیات) مقایسه کردند. فراتر از مکمل بسیار زیاد این دو تجزیه و تحلیل، این مطالعه نشان داد که رویکرد متاژنومیک رفتارهای علوفه‌جویی غیرگرده‌ای را نیز نشان می‌دهد، مانند جست‌وجوی عسلک کاج، یک منبع غذایی مهم برای بقای زنبورها در اوایل پاییز.

پیش بینی بیماری و انتشار عوامل بیماری زا

برخلاف تصور، جایگاه اکولوژیکی زنبورها فراتر از گیاهان است. در نمونه‌های عسل تجزیه‌وتحلیل‌شده، محققان تعداد بیشتری از گونه‌های eDNA باکتریایی را نشان دادند که اکثریت قریب به اتفاق آن‌ها از میکروارگانیسم‌هایی سرچشمه می‌گیرند که بی‌ضرر هستند و گونه‌های اصلی میکروبیوم زنبور عسل را تشکیل می‌دهند. دکتر پاتالانو توضیح می‌دهد: «مانند میکروبیوم روده انسان، میکروبیوم روده زنبورها نیز عنصر مهمی برای سلامتی آنهاست. ما قبلاً می دانیم که عوامل استرس زای محیطی، مانند آفت کش ها، می توانند به جوامع میکروبی روده آسیب جدی وارد کرده و خطر ابتلا به بیماری های زنبور عسل را افزایش دهند. اما این که چگونه کار می کند تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است.” با این کار، محققان شواهدی ارائه می‌دهند که رویکرد متاژنومیکس عسل امکان مطالعه تنوع میکروبیوم روده را بدون نیاز به قربانی کردن زنبورها فراهم می‌کند.

محققان همچنین به دنبال وجود eDNA از پاتوژن های احتمالی بودند. آنها دریافتند که ردپای eDNA کنه Varroa در عسل مستقیماً با آلودگی مشاهده شده کندو مطابقت دارد. این یک نشانه امیدوارکننده است که این تحقیق می‌تواند در نهایت برای پایش و پیش‌بینی بیماری‌ها و عوامل بیماری‌زا در مطالعات مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار گیرد.

“در آینده، این کار ممکن است پیامدهای بسیار مهمی برای انسان داشته باشد. اگر می‌خواهیم از خدمات اکوسیستمی مانند گرده افشانی میوه‌ها و سبزیجات و در عین حال حفظ تنوع زیستی گونه‌ها اطمینان حاصل کنیم، باید از سلامت زنبورها نیز محافظت کنیم. چالش ما ایجاد نظارت زیستی است. راهبردهایی به منظور شناسایی مناسب ترین سوله های اکولوژیکی برای همه گرده افشان ها،” دکتر پاتالانو نتیجه گیری کرد.

ارجاع: Galanis A، Vardakas P، Reczko M، و همکاران. زنبور عسل، میکروبیوتا و پاتوژن‌ها با متاژنومیکس Mol Ecol Res. doi:10.1111/1755-0998.13626