piątek, 8 stycznia 2021

Dziko żyjące rodziny pszczoły miodnej: zagrożenia i nadzieje - część 2

W styczniowym numerze miesięcznika "Pszczelarstwo" ukazała się druga część mojego tekstu o dziko żyjących rodzinach pszczelich, które wypracowały swoje zdolności do radzenia sobie z problemami związanymi z roztoczami.

Zapraszam do lektury!

Część 1  


Dziko żyjące rodziny pszczoły miodnej: zagrożenia i nadzieje 
- część 2


Pszczoły i dręcz pszczeli z Gotlandii

W 1999 roku na szwedzkiej wyspie Gotlandii przeprowadzono eksperyment1, którego celem było sprawdzenie czy roztocza są w stanie unicestwić populację pszczół, jeżeli nie będzie ona wspomagana żadnymi kuracjami [Fries i in. 2006]. W ośmiu lokalizacjach na południowym cyplu wyspy rozmieszczono 150 rodzin.

Dręcz na Gotlandii

Każda z nich zarażona została kilkudziesięcioma osobnikami dręcza pszczelego. Miejsce eksperymentu z trzech stron otaczają wody Bałtyku, a od północy cypel łączy się z wyspą wąskim przesmykiem. Na początku twierdzono, że populacja była izolowana od innych pszczół. Faktycznie jednak w odległości około 10 kilometrów na północ znajdowały się inne rodziny pszczele, gdzie zwalczano inwazję Varroa destructor.

Uważam, że eksperyment może poniekąd symulować zarówno populację dziką, jak i pasieczną. Z jednej strony bowiem wykorzystano pszczoły ras/linii hodowanych w pasiekach i utrzymywano je w ulach (o objętości około 80 l), z drugiej - w zasadzie pozostawiono je własnemu losowi. Zabiegi pasieczne ograniczono do karmienia nielicznych rodzin, które nie zdołały zebrać odpowiednich zapasów na zimę. Prowadzono okresowe badania stopnia porażenia rodzin roztoczami. Przed pierwszą zimowlą było ono niewielkie; tym samym śmiertelność pszczół była niska (około 5%). W kolejnym sezonie rodziny wciąż były silne i roiły się, jednak porażenie roztoczami gwałtownie wzrosło. To doprowadziło do utraty około 30 proc. populacji. W kolejnym sezonie kondycja rodzin znów się pogorszyła i po zimie osypało się około 80 proc. pozostałej części rodzin. Do 2003 roku przetrwało tylko 9 rodzin, ale ich stan zaczął się poprawiać. Znacząco zmniejszył się stopień porażenia roztoczami, poza tym kondycja jednej z rodzin była w wystarczająco dobra, aby pszczoły mogły się wyroić. Od tego czasu stan pszczół uległ stabilizacji i w kolejnych latach rodziny zaczęły wydawać roje, a śmiertelność populacji była względnie niska. Najmniej, bo tylko 7 rodzin naliczono wiosną 2004 roku, ale też od tego czasu populacja zaczęła rosnąć. W latach 2005 – 2015 rodziny pozostawiono same sobie. W tym czasie populacja utrzymywała się na stabilnym poziomie 20 – 30 rodzin i była samowystarczalna.

Odporność przychodzi z czasem


W 2006 roku przeprowadzono badania porównawcze zdolności do ograniczania populacji dręcza u pszczół, które przetrwały eksperyment oraz pszczół z innych części Szwecji. Do badań wykorzystano roztocze pozyskane w rodzinach pszczelich populacji eksperymentalnej na Gotlandii, jak i z innych regionów, z rodzin, w których zwalczano dręcza pszczelego. Stwierdzono, że przyrost populacji roztoczy u „niedobitków” z Gotlandii był mniejszy średnio o 82 proc. w stosunkuk do rodzin z pasiek usytuowanych w innych miejscach. Uznano więc, że zdolność ograniczania tempa namnażania roztoczy w rodzinach pszczół z Gotlandii uzależniona była od wykształcenia cech odporności pszczół, nie zaś mniejszej zjadliwości gotlandzkiego pajęczaka.
Zmiany w populacji pszczół (liczbie rodzin) w pierwszej
fazie eksperymentu przeprowadzonego na Gotlandii
źródło: 
https://www.researchgate.net/publication/42384375 Fries I. i.in. 20016
                                     
Stwierdzono na przykład, że jedynie 50 proc samic roztocza wydawało płodne i zdolne do przetrwania potomstwo, podczas gdy w „zwykłej” populacji pszczół odsetek ten sięgał 80 proc. Z badań wynika, że prawdopodobnie najistotniejszym wykształconym mechanizmem wpływającym na zdolności ograniczania dręcza na wyspie był ten, polegający na odsklepianiu komórek z czerwiem, w których były także pasożyty, oraz ponownym ich zasklepianiu. Wpływa to znacząco na zaburzenie cyklu rozwojowego dręcza, natomiast larwa pszczela ma szansę dalej się rozwijać aż do postaci owada dorosłego, a przy tym jest to cecha mniej obciążająca pszczoły, niż cecha określona jako wrażliwość higieniczna na roztocze Varroa (VSH - ang. Varroa Sensitive Hygiene).
Stwierdzono przy okazji, że pszczoły z Gotlandii, które przetrwały, co do zasady tworzyły mniejsze rodziny niż wcześniej i były bardziej skłonne do rojenia. Eksperyment wykazał też, że chore i osłabione rodziny pszczele są w stanie wyjść z kryzysu i po prostu potrzebują czasu na koadaptację z pasożytem.

Koadaptacja dręcza z pszczołą

Interesujące wyniki badań genetycznych „gotlandzkiego dręcza” zostały opublikowane w sierpniu 2019 roku [Beaurepaire i in. 2019]. Populacja dręcza pszczelego charakteryzuje się niską zmiennością genetyczną. Wynika to ze sposobu rozmnażania pajęczaka. Większość młodych samic-córek jest bowiem zapładniana przez swoich haploidalnych braci pochodzących z pierwszego złożonego niezapłodnionego jajeczka. Zapłodnienie krzyżowe, czyli przez „obcego” samca, może nastąpić tylko wtedy, gdy do tej samej komórki pszczelej wejdą dwie dojrzałe samice-matki dręcza, co nie zdarza się zbyt często. Populacja jest także mocno ograniczana przez stosowane kuracje, a więc większość roztoczy cechuje genetyczne podobieństwo.
Do badań wykorzystano osobniki dręcza zabezpieczone w latach 2009, 2017 i 2018, zarówno z populacji nieleczonej od 1999 roku, jak i z rodzin poddawanych kuracjom, które żyły za przesmykiem. Dobrano też roztocza z pasieki uniwersytetu w Uppsali, aby uzyskać grupę kontrolną spoza Gotlandii. Okazało się, że w 2009 roku populacja ta niewiele odbiegała genetycznie od grupy porównawczej z sąsiedniej pasieki leczonej. Stwierdzono jednak, że w drugiej dekadzie gotlandzkiego eksperymentu genetyka populacji dręcza pszczelego uległa zmianom. Przede wszystkim populacja zróżnicowała się genetycznie o wiele bardziej niż populacja porównawcza (gdzie dręcza zwalczano). Obydwie zróżnicowały się także względem siebie. Jeden z genotypów dręcza z eksperymentalnej populacji pszczół na Gotlandii, który był najbardziej powszechny w próbkach z 2009 roku (58 proc.) nie został wykryty w próbkach pobranych w niej kilka lat później. Ten sam genotyp dręcza, choć zmniejszył swój udział w populacji pszczół leczonych, wciąż był tam obecny. Autorzy sugerują, że w niezwalczanej populacji pasożyta mogła nastąpić bardzo szybka koadaptacja z pszczołą miodną. Tego typu zmiany są wykluczone w populacjach, w których pszczelarze stosują zabiegi przeciwko roztoczom.


Mapa przedstawiająca miejsca pobrania próbek do badań genetycznych
dręcza pszczelego: wykonano na podstawie publikacji: Beaurepaire i in., 2019
 
Po wielu latach stabilizacji eksperymentalna populacja pszczół na Gotlandii w 2017 roku zaczęła przeżywać kryzys [Matthieu i in., 2020]. Dlaczego tak się stało - trudno powiedzieć. Dla utrzymujących populację naukowców ze Szweckiego Uniwersytetu Rolniczego (SLU) w Uppsali jest oczywiste, że pszczoły wykształciły genetyczne mechanizmy odporności na roztocza. Te jednak okazały się niewystarczające: pszczoły przestały sobie radzić z dręczem w stopniu pozwalającym im utrzymać zdrowie i populacja zaczęła się kurczyć. W związku z tym zdecydowano się przeprowadzić zabiegi zwalczające roztocza. Według autorów „Schweizerishe Bienen Zeitung”, szwajcarskiego magazynu pszczelarskiego, którzy w 2019 roku udali się na Gotlandię, prowadzący populację szwedzcy naukowcy nie byli przekonani czy przeprowadzone zabiegi na pewno były niezbędne do uratowania populacji: ryzyko jej utraty oceniali jednak na zbyt wielkie [Baudendistel, 2019]. Uznano, że dla dobra nauki lepiej będzie utrzymać pszczoły przy życiu, aby móc dalej badać wykształcone przez nie genetyczne mechanizmy odporności. Nie jestem pewien, czy ta decyzja była słuszna. Tymi zabiegami zaburzono przecież ciągłość eksperymentu. Z naukowego punktu widzenia populacja ta była cenna właśnie dlatego, że przez tak długi okres potrafiła funcjonować bez kuracji. Zresztą podczas wspomnianej wizyty stwierdzono, że rodziny na Gotlandii wcale nie miały się dobrze, choć stosowano zabiegi przeciwko dręczowi.
W ostatnich latach pszczelarstwo na Gotlandii stało się popularne, a tamtejsi pszczelarze zaczęli leczyć swoje pszczoły. Większość z nich nie wierzy bowiem w możliwość utrzymania ich przy życiu bez stosowania kuracji, choć po sąsiedzku przez blisko dwie dekady żyły pszczoły, u których nie zwalczano dręcza. Według jednej z hipotez genetyczne przystosowania pszczół eksperymentalnych zostały „rozwodnione” w wyniku bliskiej obecności stale rosnącej populacji nieprzystosowanych pszczół. Być może z racji częściowej izolacji pszczoły w pierwszym okresie stale krzyżowały się między sobą, co doprowadziło do tzw. inbredu (chowu wsobnego), i – w konsekwencji – ich osłabienia. Moim zdaniem na pogorszenie stanu zdrowia pszczół mogła mieć wpływ także obecność nowych szczepów zjadliwych patogenów we wzrastającej populacji okolicznych leczonych pasiek. Jedna z osób odpowiedzialnych za populację, dr Barbara Locke (SLU), odpowiadając na moje pytanie o przyczyny słabszej kondycji rodzin stwierdziła, że publikacja podsumowująca ten okres badań jest w przygotowaniu. Liczę, że wyjaśni przyczynę osłabienia pszczół, a przynajmniej przedstawi wiarygodne hipotezy.

Rodzina pod kontrolą

Profesor Thomas Seeley w książce The Lives of Bees. The Untold story of the Honey Bee in the Wild, przedstawia wiele danych z różnych stron świata, w tym z Europy, dotyczących gęstości występowania dziko żyjących rodzin. W publikacji znalazł się też polski akcent: autor wskazuje bowiem m.in. na badania przeprowadzone przez dr hab. Andrzeja Oleksę w północnej Polsce. Jest zatem prawdopodobne, że w niektórych regionach znajdziemy nawet kilka dzikich rodzin pszczelich na kilometr kwadratowy. Niestety trudno stwierdzić, na ile rodziny te są częścią odrębnych dzikich i samowystarczalnych populacji, a na ile są to tylko roje z okolicznych pasiek, które umierają, zastępowane kolejnymi. Wydaje się jednak, że chyba każdy, kto zada sobie trud wyszukania dziko żyjących rodzin w swojej okolicy, z pewnością je znajdzie. One są wśród nas. Ubolewam tylko, że jedynie w bardzo niewielu miejscach na świecie prowadzi się rzetelne i i długofalowe obserwacje populacji tych pszczół, obejmujące wyszukiwanie dzikich siedlisk, weryfikowanie długości życia rodzin pszczelich i mechanizmów jakimi posługują się w walce z dręczem, a także badania genetyczne, które mogłyby potwierdzić przejście rodzin przez tzw. „wąskie gardło ewolucyjne” (tzw. bottleneck). Mechanizm ten polega na zmniejszeniu się liczebności populacji po katastrofie (np. chorobie), na skutek czego zmienia się pula genowa populacji (osobniki, które przetrwały kataklizm nie mają wszystkich genów tworzących pulę genową całej populacji), co z kolei powoduje zmniejszenie różnorodności genetycznej. Po ponownym wzroście liczebności populacji, w wyniku nowych mutacji, zwiększa się również jej różnorodność genetyczna. Od tej zasady istnieje tylko kilka wyjątków w skali całego świata. 

Liczba rodzin pszczelich w Arizonie (USA): w 1997 roku zaobserwowano 
wzrost liczby rodzin pszczół zafrykanizowanych. Żródło: T. Seeley, The Lives of Bees
          

Populacja z Arizony

Jednym z tych wyjątków jest populacja pszczół badana w Arizonie bezpośrednio w czasie inwazji dręcza [patrz: „Pszczelarstwo”, 01/2019]. W latach 90-tych ubiegłego wieku obserwowano około 250 okresowo zajmowanych siedlisk pszczół (głównie rozstępy skalne). Celem eksperymentu nie miał być jednak monitoring postępu inwazji dręcza, ale tzw. „zafrykanizowanych genów” pszczół na południu Stanów Zjednoczonych (krzyżówki pszczół ras europejskich i afrykańskiego ekotypu Apis mellifera scutellata), których obawiano się z uwagi na ich agresywną naturę. Wraz z pojawieniem się dręcza, w ciągu kilku lat populacja oparta o ekotypy europejskie, zmniejszyła się z około 160 rodzin do 10 i dopiero w szóstym roku zaczęła rosnąć. Wyniki były więc bardzo podobne do tych z Gotlandii, z tą różnicą, że na szwedzkiej wyspie populacja była częściowo izolowana, a odbudowa populacji w Arizonie zbiegła się z „inwazją” pszczół zafrykanizowanych na południu USA. Pszczoły te znane są z wyjątkowej odporności na dręcza i być z tego powodu dzika populacja w Arizonie nie mogła odbudować się na bazie ekotypów czysto europejskich. Być może też populacja pszczół zafrykanizowanych mogła tym łatwiej pojawić się i rozwijać na tych terenach, bo straciła konkurencję ze strony pszczół ekotypów europejskich. Te zostały przecież zdziesiątkowane inwazją dręcza. Nie zmienia to faktu, że tamtejsza dzika populacja ma się dobrze bez żadnych kuracji.

C.D.N.

[autorstwo grafik: Eliza Luty na podstawie danych z przywoływanych publikacji]

Brak komentarzy:

Publikowanie komentarza