Darázs méhek a laboratóriumban. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

Keressen információkat az „öngyógyításról”, és valószínűleg leírást talál arról a számtalan módszerről, ahogyan mi emberek drogokat használunk a problémák megoldására. Valójában a biológiailag aktív molekulák - amelyek nagy része növényekből származik - fogyasztása testünk és elménk megváltoztatásához lényegében emberi tulajdonságnak tűnik.

De a növények is kiemelkedő szerepet játszanak sok állat étrendjében. Egy növekvő kutatások összessége azt sugallja, hogy egyes állatok gyógyászati ​​hasznot húzhatnak a növényi kémiából, és esetleg még betegként is megkeresik ezeket a vegyi anyagokat. A csimpánzok megesznek bizonyos leveleket amelyek parazitaölő tulajdonságok. Terhes elefántokat figyeltek meg növényi anyagot eszik olyan fákból, amelyeket az emberek a munka kiváltására használnak. Lehet, hogy látta még, hogy kedvence kutyája vagy macskája füvet eszik - ami nem táplálja őket - abban a véleményben, hogy a hányinger kiváltásával igyekeznek önállóan kezelni az émelygést.

Kutatásom során megvizsgáltam, hogy a poszméhekre hogyan hatnak az ilyen típusú biológiailag aktív vegyületek. Kollégáimmal azt tapasztaltam, hogy a nektárban és a virágporban természetesen előforduló bizonyos növényi vegyi anyagok a kórokozókkal fertőzött méheknek kedvezhetnek. A méhek fertőzéskor akár megváltoztathatják takarmányozási magatartásukat, hogy maximalizálják e vegyi anyagok összegyűjtését. Lehet-e a virágokban természetesen előforduló növényi vegyi anyagok része a megoldás a vad és kezelt méhek aggasztó hanyatlásának?

Miért gyártják a növények ezeket a vegyszereket?

A növények a vegyületeken felül a fotoszintézis, a növekedés és a szaporodás „elsődleges” feladatai elvégzésére a növények úgynevezett másodlagos metabolit vegyületeket is szintetizálnak. Ezeknek a molekuláknak sok célja van, de közülük a legfontosabb a védekezés. Ezek a vegyi anyagok a leveleket és más szöveteket ízléstelenné vagy mérgezővé teszik a növényevők számára, amelyek egyébként eldőlnének.

Sok a koevolúció tanulmányai a növény-növényevő interakciók középpontjában a növénykémia áll. A növények és a növényevők közötti „fegyverkezési verseny” hosszú időn át lejátszódott, a növényevők alkalmazkodtak a mérgező növények tolerálásához, sőt szakosodtak is, míg a növények úgy tűnik, hogy új toxinokat fejlesztettek ki, hogy fogyasztóik előtt maradjanak.

Az uralkodó lárvák számára a mocsári tejfű egyszerre konyhaszekrény és gyógyszeres szekrény. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

A növényevő állatok előnyöket, költségeket vagy mindkettő kombinációját tapasztalhatják, ha növényi másodlagos metabolitokat fogyasztanak. Például az uralkodó pillangólárvák a tejfű speciális növényevői, amelyek mérgező szteroidokat, úgynevezett kardenolidokat tartalmaznak. Míg az uralkodók szelektíven koncentrálni Kardenolidok saját testükben, mint védekezés a ragadozók, például a madarak ellen, szintén lelassulhatnak a növekedési ütemben és megnövekedhet a halálozás kockázata ezen toxikus vegyületeknek való kitettség következtében.

Érdekes módon a másodlagos metabolitok nemcsak a levelekben találhatók meg. Olyan szövetekben is jelen vannak, amelyek látszólagos feladata a vonzás, nem pedig az taszítás - ideértve a gyümölcsöket és a virágokat is. Például régóta ismert, hogy a virágos nektár általában másodlagos metabolitokat tartalmaz, beleértve a nem fehérje aminosavakat, alkaloidokat, fenolokat, glikozidokat és terpenoidokat. Még kevéssé ismert, hogy ezek a vegyi anyagok hogyan befolyásolják a beporzókat, például a méheket.

A másodlagos metabolitok befolyásolhatják-e a növények beporzókkal való kölcsönhatását, ugyanúgy, mint a levélszövet növényevő fogyasztóival való kölcsönhatásokat? A többi növényevőhöz hasonlóan a méhek is profitálhatnak e növényi vegyületek fogyasztásával? A másodlagos metabolitfogyasztás segíthet-e a méheknek megbirkózni a vadon élő és kezelt méhek csökkenésével járó parazitákkal és kórokozókkal?

A növényi vegyületek csökkentik a parazitákat a méhekben

Munkatársaival a Rebecca Irwin a Dartmouth Főiskolán és Lynn Adler az amhersti Massachusettsi Egyetemen ezeket a kérdéseket a Új tanulmány. Megállapítottuk, hogy a virágos nektárban található növényi másodlagos metabolit vegyületek szerkezeti sokfélesége csökkentheti a parazita terhelést a poszméhekben.

Laboratóriumi körülmények között megfertőztük a közönséges keleti poszméhet (impatiens bombus) protozoon bélparazitával, Crithidia bombi, amelyről ismert, hogy csökkenti a poszméhek hosszú élettartamát és a szaporodási sikert. Ezután naponta etettük a méheket, vagy csak kontroll szacharózt tartalmazó nektárt tartalmazó étrendet, vagy olyat, amely a nyolc szekunder metabolit vegyület egyikét tartalmazza, amelyek természetesen előfordulnak a vadon élő poszméhek által látogatott növények nektárjában.

Egy hét múlva megszámoltuk a parazita sejteket a méh bélben. Összességében a másodlagos metabolitokat tartalmazó étrend erősen csökkentette a méhbetegség terhelését. A vegyületek felének önmagában is statisztikailag szignifikáns hatása volt. A legerősebb hatású vegyület az anabazin dohányalkaloid volt, amely több mint 80% -kal csökkentette a parazita terhelést; egyéb vegyületek, amelyek megvédték a méheket a parazitáktól, többek között egy másik dohányalkaloidot, a nikotint, a bimbófafák nektárjában található terpenoid timolt, valamint a teknősfejű nektárjában megtalálható iridoid glikozidot, a kelet-észak-amerikai vizes növényt.

Arra számítottunk, hogy a méheknek is felmerülhetnek költségeik, amikor ezeket a vegyületeket fogyasztják. De azt tapasztaltuk, hogy egyik vegyszer sem volt hatással a méhek hosszú élettartamára. Az anabazin, a legerősebb parazitaellenes hatású vegyület szaporodási költségeket rótt fel, növelve a méhek érettségéhez és tojásrakásához szükséges napok számát. E késés ellenére azonban kísérletünkben nem volt különbség a végső reproduktív teljesítményben.

Ez a kutatás egyértelműen bizonyítja, hogy a vadméhek számára előnyös lehet, ha a virágnektárban természetesen jelen lévő másodlagos metabolitokat fogyasztják. És a méhek életük során valószínűleg még nagyobb mértékben érintkeznek ezekkel a vegyületekkel, mivel virágporban és lárvaként is fogyasztják őket.

Más kutatások során bizonyítékokat tártunk fel arra vonatkozóan, hogy a parazitaellenes funkcióval rendelkező vegyületek egy részét a méhek keresik, amikor paraziták vannak, de nem akkor, amikor épek. Legalábbis néhány összefüggésben - ideértve a természetben fertőzött vadméhekkel végzett helyszíni kísérletet is Crithidia bombi - a darázs méhek a parazita állapotra reagálva választanak takarmányozási lehetőségeket, hasonlóan más öngyógyító állatokhoz.

Vény a küzdő méhpopulációkra?

És mi a helyzet a gyakorlati alkalmazásokkal: felhasználható-e ez a kutatás a csökkenő méhpopulációk segítésére? Még nem tudjuk. Megállapításaink azonban érdekes kérdéseket vetnek fel a tájgazdálkodással, a beporzók élőhelyeinek kertészkedésével és a mezőgazdasági gyakorlatokkal kapcsolatban.

A jövőben azt tervezzük, hogy megvizsgáljuk, vajon egyes növények méhészetek és gazdaságok köré telepítése egészségesebb méhpopulációt eredményez-e. Az őshonos növények fontosak-e a méhek gyógyászati ​​vegyületeinek forrásai, amelyekkel hosszú evolúciós történetük van? A gazdálkodók, amelyek a vadméh beporzóktól függenek a beporzás „ökoszisztéma-szolgáltatásának” teljesítésében, jobban kezelhetők-e a méhek egészségének támogatása érdekében?

A nektár és a pollen másodlagos metabolitjai a beteg méhekhez való eljuttatása valószínűleg nem az egyetlen eszköz, amely ezen ökológiailag és gazdaságilag fontos állatok hosszú távú fenntarthatóságának elősegítéséhez szükséges. De úgy tűnik, hogy ez legalább a megoldás része lehet. A mezőgazdaság teljes körbe kerülhet, elismerve, hogy a vadon élő állatok által nyújtott ökoszisztéma-szolgáltatás igénybevételéhez figyelembe kell vennünk az élőhelyekre vonatkozó követelményeket.

Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés.
Olvassa el a eredeti cikk.

A szerzőről

Leif Richardson az USDA Nemzeti Élelmezési és Mezőgazdasági Intézetének posztdoktori kutatója Vermonti Egyetem. Többfajta kölcsönhatáson dolgozik, amelyek középpontjában a növények és beporzók, különösen a méhek állnak. Azt vizsgálja, hogy a kereskedelmi áfonya vadméh beporzókat hogyan befolyásolja a növénykémia, és hogy a növények mikorrhiza gombákkal való kölcsönhatásai hogyan befolyásolják a méhek egészségét. Egy másik kutatási terület a múzeumi mintaadatok felhasználásával az észak-amerikai és az európai poszméhfajok hanyatlásának mintáinak tanulmányozása. Látogasson el a weboldalára: www.leifrichardson.org/

Könyv társszerzője: Leif Richardson:

{amazonWS: searchindex = Könyvek; kulcsszavak = 0691152225; maxresults = 1}