Кандидат в докторантуру Эван Палмер-Янг и его советник, эволюционный эколог Линн Адлер, сообщили в 2015 году, что распространенная паразитарная инфекция шмелей уменьшилась, когда пчелы питались анабазином в сахарной воде. Анабазин — это природный алкалоид, похожий на никотин химический элемент, содержащийся в растительном нектаре.
Исследователи надеялись, что их открытие является доказательством того, что пчелы могут использовать «природную аптечку», чтобы избавиться от кишечного паразита Crithidia bombi, который может снизить выживаемость пчелиных маток зимой и помешать успеху молодых семей весной.
Но, как они сообщают в текущем выпуске PLOS ONE, эти результаты не были подтверждены дальнейшим расследованием. «Хотя в наших экспериментах на неинфицированных пчел не оказывали неблагоприятного воздействия диеты, содержащие алкалоиды, анабазин оказывал пагубное воздействие на инфицированных пчел. Это первое сообщение об усилении негативного воздействия цветочных алкалоидов в результате заражения критидией », — пишут они.
Кроме того, «это обострение согласуется с растущим объемом работ, которые предполагают негативное влияние комбинированных факторов стресса, включая инфекцию, качество диеты и потребление пестицидов, на здоровье опылителей, а также то, что широко распространенная инфекция может иметь последствия для способности пчел к переносить фитохимические вещества."
Палмер-Янг отмечает: «Хотя это открытие не совпадает с результатом первоначальной серии экспериментов, опубликованных в Proceedings B, анабазин химически и фармакологически подобен никотину, хорошо известному инсектициду. Было показано, что никотиноподобные пестициды снижают выживаемость и ухудшают иммунную функцию, например, у медоносных пчел, а чувствительность к никотину может усугубляться, когда пчелы также сталкиваются с проблемами своей иммунной системы.
Эти взаимодействия между никотиноподобными химическими веществами и инфекцией согласуются с нашими результатами, в которых миниатюрные колонии без маток снижали продуктивность при столкновении с патогенами и потенциально ядовитым соединением."
Палмер-Янг и его коллеги предполагают, что свойства алкалоида снижать инфекцию могут зависеть от пчелиной семьи и статуса питания, а не от прямой токсичности химического вещества для паразитов. «Концентрации анабазина, протестированные здесь, в 100 раз ниже, чем те, которые необходимы для подавления роста культур клеток паразитов, — говорит Палмер-Янг, — и мы не нашли никаких доказательств вариабельности чувствительности к анабазину у разных штаммов паразитов. Следовательно, не похоже, что прямые эффекты анабазина на рост паразитов могут объяснить какие-либо опосредованные анабазином эффекты на инфекцию критидиоза."
Он добавляет: «Единственный эксперимент, в котором анабазин оказывал влияние на инфекцию, был, когда пчелы лишались пыльцы, их обычного источника белка. Но известно, что пчелам требуется пыльца для выработки определенных ферментов, в том числе тех, которые могут расщеплять такие соединения, как анабазин.
Возможно, отсутствие пыльцы в рационе влияет на способность пчел выводить токсины из анабазина и тем самым усиливает его фармакологический эффект. Также кажется, что анабазин по-разному действует на пчел из разных семей.
"Потребление анабазина снизило инфицирование пчел из двух семей в этом эксперименте, но не в двух других. Алкалоиды, такие как анабазин, могут оказывать сильное воздействие на нервную систему и поведение насекомых.
Нам нужны дополнительные исследования, чтобы объяснить, как анабазин может влиять на формирование паразитов и как эти эффекты притупляются или усиливаются у пчел с разными генами и в разных условиях окружающей среды."
Палмер-Янг говорит: «Еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, что для пчел ключевым результатом является успех колонии, а не обязательно отдельного человека. Даже если анабазин снижает уровень инфицирования отдельных пчел, он не может улучшить выживаемость рабочих или репродуктивную способность колонии.
Например, здоровая пчела может поддерживать большее количество паразитов, поэтому снижение уровня инфекции, вероятно, может отражать ухудшение здоровья пчел, а не улучшения. Что касается репродуктивных показателей, то в наших экспериментах с микроколониями — группами из 3 пчел, выращиваемых вместе — кормление анабазином пчел с инфекцией критидий уменьшало выживаемость и вес развивающихся личинок."
Другими словами, анабазин может усугубить, а не уменьшить стресс пчел, столкнувшихся с болезнями. Эта работа была поддержана грантами Адлера от Национального научного фонда и Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США (NIFA), а также стипендиями NIFA для докторантуры Палмер-Янг.