Родственный вид клеща Varroa destructor развивает способность паразитировать на европейских медоносных пчелах, угрожая опылителям, которые и без того сильно страдают от пестицидов, дефицита питательных веществ и болезней, говорится в исследовании Университета Пердью.
Исследователи обнаружили, что некоторые популяции клещей Varroa jacobsoni переходят от кормления и размножения азиатских пчел, их предпочтительных хозяев, к европейским медоносным пчелам, основным видам, используемым для опыления сельскохозяйственных культур и производства меда во всем мире. Исследователям пчел это до боли знакомая история: В.destructor совершил такой же прыжок в хозяина по крайней мере 60 лет назад, быстро распространившись и став самой серьезной глобальной угрозой для здоровья европейских медоносных пчел.
В то время как клещи V. jacobsoni, меняющие хозяина, не были обнаружены за пределами Папуа-Новой Гвинеи, исследователи Purdue Глэдис Андино и Грег Хант говорят, что необходима бдительность, чтобы защитить европейских медоносных пчел во всем мире от дальнейшего риска.
«Это может представлять реальную угрозу», - сказал Андино, специалист по биоинформатике из отдела информационных технологий в Purdue. «Если этот клещ выйдет из-под контроля и распространится, у нас может возникнуть другая ситуация, такая как V. destructor».
Клещи варроа являются облигатными паразитами, а это означает, что их жизненный цикл неразрывно связан с жизненным циклом пчелы-хозяина. Клещи могут нанести серьезный ущерб здоровью своих хозяев из-за своего относительно большого размера - «представьте себе клеща размером с ваш кулак», - сказал Хант. Клещи присасываются к пчелам и питаются их гемолимфой, грубым эквивалентом крови насекомых, оставляя после себя открытые раны, восприимчивые к инфекции. Они также могут передавать такие заболевания, как вирус деформированного крыла, и его связывают с расстройством коллапса колонии.
Чтобы получить представление о биологии смены хозяина V. jacobsoni, Андино и Хант, профессор поведенческой генетики и специалист по медоносным пчелам, изучили различия в экспрессии генов между клещами V. jacobsoni, которые питались и размножались азиатскими медоносными пчелами. и те, которые паразитировали на европейских медоносных пчелах. По словам исследователей, знание того, на какие сигналы хозяина реагируют клещи, и какие гены задействованы, может привести к потенциальным стратегиям контроля.
«Если мы сможем понять механизм, мы сможем разрушить, заблокировать или манипулировать им», - сказал Андино. «Но сначала мы должны понять, что происходит и какие гены участвуют в том, чтобы позволить клещам перейти на нового хозяина».
Андино и Хант секвенировали и собрали первый транскриптом V. jacobsoni, каталог всех белков, вырабатываемых организмом, который показывает, какие гены активно экспрессируются. Затем они использовали транскриптом для сравнения экспрессии генов в популяциях V. jacobsoni.
Они обнаружили 287 дифференциально выраженных генов между популяциями клещей, которые паразитировали только на азиатских медоносных пчелах, и теми клещами, которые успешно питались и размножались на европейских медоносных пчелах. Изменение экспрессии генов часто является признаком того, что организм реагирует на изменение окружающей среды - в данном случае на новый вид-хозяин.
Из этих 287 генов 91% были активированы у клещей, меняющих хозяина. Многие из этих генов были связаны с реакцией на стресс, «что имеет смысл», - сказал Андино.
"Если вы питаетесь новым хозяином, вы будете испытывать стресс. Вам придется адаптироваться. Пища отличается и может быть не оптимальной для развития", - сказала она. «Вероятно, европейские медоносные пчелы не соответствуют требованиям, которые эти клещи привыкли получать от азиатских медоносных пчел».
Некоторые гены, участвующие в репродукции и яйценоскости, были сверхэкспрессированы, в то время как некоторые гены, связанные с генами пищеварения, демонстрировали пониженную экспрессию по сравнению с теми же генами у клещей V. jacobsoni, которые паразитировали исключительно на азиатских медоносных пчелах.
Андино и Хант говорят, что скачок клещей к европейским медоносным пчелам, вероятно, произошел в последнее десятилетие. Ранее клещи V. jacobsoni иногда обнаруживались на европейских медоносных пчелах, но, по-видимому, они не могли производить здоровое потомство, что ограничивало их разрушительную способность.
Выявление смены хозяина на ранних стадиях позволит исследователям продолжить изучение сложных генетических деталей, лежащих в основе смены, и отслеживать зараженных европейских медоносных пчел, сказал Хант.
"Это случилось один раз с одним видом клещей, и, похоже, это происходит снова. Может быть, если мы поймаем это в самом начале, мы сможем выяснить, почему это происходит, или, в будущем, остановить это."