Zaskakujący przełom. Naukowcy odkryli, jak matki pszczele oszukują zabójcze pestycydy
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis odkryli, że królowe pszczół miodnych dysponują własnym, dotąd nieudokumentowanym mechanizmem obrony przed zanieczyszczeniami – uwalniają zgromadzone w organizmie pestycydy bezpośrednio do składanych jaj. Wyniki, opublikowane w czasopiśmie „Current Biology”, po raz pierwszy pokazują skalę tego zjawiska, nazwanego wyładowaniem macierzyńskim.
Dotąd sądzono, że królową chronią przede wszystkim pszczoły robotnice, które odfiltrowują zanieczyszczenia z pokarmu, zanim trafi on do matki. Badanie pokazało jednak, że ta ochrona ma swoje granice. W stworzonych na potrzeby eksperymentu „nanokoloniach” – plastikowych pojemnikach imitujących ul, w których umieszczono po jednej królowej i 60 robotnic – pszczołom podawano pokarm skażony pestycydem metylowym parationem, oznaczonym radioaktywnym znacznikiem. Pierwszego dnia robotnice usuwały z obiegu aż 95 procent pestycydu, odkładając go w plastrze miodu, ale już dziesiątego dnia skuteczność tej filtracji spadła do 86 procent. Jak zauważa główna autorka pracy, Angela Encerrado-Manriquez, z czasem pestycydy zaczynają się gromadzić w organizmie matek, co sugeruje, że zdolność filtracyjna robotnic bywa przekraczana – a wtedy do gry wchodzi własna, awaryjna obrona królowej.
Jaja jako wentyl bezpieczeństwa
Skoro robotnice nie są w stanie przechwycić wszystkich zanieczyszczeń, królowa – jak wskazuje badanie – zaczyna pozbywać się ich sama, przekazując toksyczny ładunek do jajników, a stamtąd do jaj. Sascha Nicklisch, starszy autor pracy i adiunkt w Katedrze Toksykologii Środowiskowej UC Davis, podkreśla, że mechanizm ten dotąd nigdy nie został wykazany u pszczół miodnych. Problem w tym, że rozwiązanie korzystne dla samej królowej może okazać się kosztowne dla całej kolonii: jeśli jaja zostaną nadmiernie obciążone chemikaliami, mogą rozwijać się nieprawidłowo, a stopniowa, wieloletnia akumulacja pestycydów w ulu mogłaby prowadzić do opóźnionego w czasie załamania się całej kolonii. Dotychczasowe badania toksykologiczne koncentrowały się głównie na robotnicach – tym razem naukowcy prześledzili losy zanieczyszczeń w całym ulu: u matki, w jej jajnikach, w jajach i w wosku.
Precyzja na poziomie atomu
Eksperyment był możliwy dzięki połączeniu wiedzy entomologicznej Agricultural Research Service amerykańskiego Departamentu Rolnictwa z technologią Lawrence Livermore National Laboratory. Naukowcy z LLNL wykorzystali biologiczną spektrometrię akceleratorową (BioAMS), pozwalającą śledzić znaczniki radioaktywne z dokładnością do pojedynczych atomów. Jak podkreśla współautor badania Bruce Buchholz, dzięki tej metodzie udało się wykryć nawet bardzo niskie stężenia pestycydu – zbliżone do tych, jakie pszczoły napotykają w naturalnym środowisku, a nie dawki śmiertelne.
Odkrycie ma praktyczne znaczenie dla pszczelarzy i planistów zintegrowanego zarządzania szkodnikami, ponieważ sugeruje, że skutki ekspozycji na pestycydy w okresie żerowania czy ekspansji kolonii mogą ujawniać się z opóźnieniem. Ponieważ każda kolonia zależy wyłącznie od jednej płodnej samicy zdolnej składać do 2000 jaj dziennie, a pszczoły miodne zapylają około jednej trzeciej światowych upraw żywności, zrozumienie, jak zanieczyszczenia wpływają na matkę i jej potomstwo, ma znaczenie wykraczające daleko poza pojedynczy ul. Naukowcy zapowiadają dalsze badania nad tym, jak długo królowe mogą magazynować i przekazywać toksyny, jakie są długofalowe skutki tego procesu dla kolonii oraz czy zależą one od rodzaju stosowanego pestycydu.
Źródło: Uniwersytet Kalifornijski w Davis
Czytaj też: Przełom, który odmieni planetę? Naukowcy rozszyfrowali genetyczny sekret drewna!
Grafika tytułowa: Jason Leung / Unsplash
