Αλληλεπιδράσεις Μέλισσας-Μυκήτων

"Το καλοκαίρι, ο Paul Stamets (Διδάκτωρ Μυκητολόγος) παρατήρησε στον κήπο του μια συνεχή πορεία μελισσών από την κυψέλη του προς το μυκήλιο του. Αυτό δεν ήταν ένα εκπληκτικό γεγονός, καθώς στην άγρια φύση, το μυκήλιο και οι περιοχές των μελισσών βρίσκονται σε κοντινή απόσταση. Ωστόσο, σκέφτηκε ότι οι μέλισσες μπορεί να επωφελούνται από τις αντιιικές ιδιότητες αυτών των μυκηλιακών εκχυλισμάτων που βρίσκονται φυσικά κοντά στο σπίτι τους. Αυτή η σκέψη οδήγησε σε επιστημονικά εργαστηριακά πειράματα όπου καλλιέργησε τα πιο επιθετικά (ισχυρά έναντι ιών) στελέχη μανιταριών και προετοίμασε τα εκχυλίσματα με τα οποία θα τρέφονταν οι μέλισσες στη συνέχεια. Οι ερευνητές και αυτός ήθελαν να δουν αν το ποσοστό επιβίωσης των μελισσών θα επηρεαζόταν όταν ταΐζουν τις μέλισσες με αυτά τα εκχυλίσματα. Nicolas Naeger (Διδάκτωρ Τμήματος Εντομολογίας, Πανεπιστήμιο της Πολιτείας της Ουάσινγκτον): «Μερικά από αυτά τα μυκητιακά εκχυλίσματα είναι πραγματικά καλά στη μείωση των επιπέδων ιών στη μέλισσα. Έτσι, εδώ έχουμε έναν μύκητα που μειώνει τα επίπεδα ιών σε ένα έντομο"

Οι επιστήμονες και οι μελισσοκόμοι μελετούν εδώ και καιρό τις μέλισσες και τα μικροσκοπικά μικρόβια που συνυπάρχουν με αυτές, με ιδιαίτερη έμφαση στους μύκητες και τα βακτήρια που προκαλούν ασθένειες. Επειδή μπορούν να εξαπλωθούν γρήγορα και να βλάψουν σοβαρά ολόκληρες αποικίες, οι εντομοπαθογόνοι μύκητες ,αυτοί που μολύνουν και βλάπτουν τα έντομα τείνουν να συγκεντρώνουν την μεγαλύτερη προσοχή. Για παράδειγμα, ο Melissococcus plutonius προκαλεί την ευρωπαϊκή σηψιγονία, η οποία μπορεί να καταστρέψει τον γόνο και να αποδυναμώσει ολόκληρη την κυψέλη, ενώ ο Ascosphaera apis είναι γνωστός για την παραγωγή ασβεστογόνου, μιας ασθένειας που μετατρέπει τις προνύμφες των μελισσών σε άσπρες μούμιες.

Όμως, καθώς οι ερευνητικές μέθοδοι βελτιώθηκαν και οι επιστήμονες εκμεταλλεύονται τις δυνατότητες της ανάλυσης DNA, συνειδητοποίησαν ότι οι μύκητες δεν είναι μόνο οι κακοί στην ιστορία. Στην πραγματικότητα, πολλά είδη μυκήτων αναπτύσσουν περίπλοκες σχέσεις με τις μέλισσες, μερικές από τις οποίες είναι ωφέλιμες. Ορισμένοι μύκητες δημιουργούν οργανικές ουσίες που μπορούν να αποκρούσουν επικίνδυνους μικροοργανισμούς, δίνοντας στις μέλισσες μια εγγενή τόνωση του ανοσοποιητικού συστήματος ή τις βοηθούν να διαχειριστούν τους περιβαλλοντικούς στρεσογόνους παράγοντες, υποδηλώνοντας μια πιο σύνθετη εικόνα όπου οι μύκητες δεν είναι απλώς εχθροί αλλά και πιθανοί σύμμαχοι στο οικοσύστημα της κυψέλης.

Πρόσφατη έρευνα καταδεικνύει την πραγματική ποικιλομορφία και ζωντάνια των μυκητιακών κοινοτήτων που συνδέονται με τις μέλισσες. Μεταξύ αυτών ζύμες, οι νηματώδεις μύκητες και τα σπόρια. Παραδόξως, ένας μεγάλος αριθμός αυτών των μυκήτων είναι εντελώς ακίνδυνος. Μπορούν να βρεθούν σε όλη την κυψέλη σε μια ποικιλία τοποθεσιών, συμπεριλαμβανομένων των σωμάτων των μελισσών, των υλικών της κυψέλης, του εντέρου των μελισσών, ακόμη και της γύρω περιοχής. Για παράδειγμα, το ψωμί της μέλισσας, η ζυμωμένη γύρη, συχνά περιέχει ζύμες όπως ο σακχαρομύκητας και η Candida. 

Επειδή οι μέλισσες περιστασιακά δυσκολεύονται να αποκτήσουν όλα τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται, ιδιαίτερα όταν οι πηγές λουλουδιών είναι σπάνιες ή η ποιότητα της γύρης ποικίλλει, οι μύκητες είναι ιδιαίτερα σημαντικοί. Οι βιταμίνες του συμπλέγματος Β, οι στερόλες και τα αμινοξέα που χρειάζονται οι μέλισσες για να παραμείνουν υγιείς μπορούν να παραχθούν από μύκητες, ειδικά από ζύμες. Σύμφωνα με πειράματα, οι μέλισσες που τρέφονται με σπόρια ωφέλιμων μυκήτων έχουν υψηλότερα ποσοστά επιβίωσης και ισχυρότερο ανοσοποιητικό σύστημα, ιδιαίτερα εάν η διατροφή τους είναι ανεπαρκής σε ορισμένα θρεπτικά συστατικά. Αυτό υποδηλώνει ότι οι μύκητες στην κυψέλη χρησιμεύουν φυσικά ως συμπληρώματα διατροφής, γεφυρώνοντας τα διατροφικά κενά και προωθώντας την ανθεκτικότητα.

 

Ο τρόπος με τον οποίο οι μέλισσες αναζητούν τροφή μπορεί επίσης να επηρεάζεται από τους ίδιους τους μύκητες. Επειδή τα σπόρια και οι εκκρίσεις από μύκητες έχουν συχνά ευχάριστα αρώματα ή μοιάζουν με γύρη ή νέκταρ, οι μέλισσες φαίνεται να έλκονται από αυτούς. Αυτή η έλξη μπορεί να τις ενθαρρύνει να επισκεφθούν προηγουμένως ανεξερεύνητες τοποθεσίες πλούσιες σε μύκητες, όπως περιοχές αποσύνθεσης φυτικής ύλης. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι ορισμένοι μύκητες, όπως το S. rugoso-annulata, που αναφέρεται επίσης ως μανιτάρι winesflure, παράγουν ενώσεις που τρώνε οι μέλισσες. Αυτό υποδηλώνει ότι οι μύκητες μπορεί να είναι ένας πόρος που οι μέλισσες εκτιμούν, ιδιαίτερα σε περιόδους όπου οι συμβατικές πηγές τροφής είναι περιορισμένες, συντηρώντας τις αποικίες τους σε δύσκολες στιγμές.

Εκτός από την παροχή τροφής, οι μύκητες φαίνεται να βοηθούν στην προστασία των μελισσών από ασθένειες. Πολυάριθμες ζύμες παράγουν ουσίες που μπορούν να καταστείλουν επικίνδυνα βακτήρια και μικροοργανισμούς που θέτουν σε κίνδυνο την ευημερία των κυψελών. Για παράδειγμα, έχει αποδειχθεί ότι ορισμένα στελέχη του Saccharomyces καταστέλλουν βακτήρια όπως οι προνύμφες Paenibacillus, τα οποία προκαλούν την αμερικανική σηψιγονία, μια επικίνδυνη ασθένεια που επηρεάζει τις μέλισσες. Διατηρώντας το μικροβίωμα της κυψέλης σε ισορροπία, αυτοί οι ευεργετικοί μύκητες μειώνουν την πιθανότητα μολύνσεων. Ως φυσικοί ενισχυτές του ανοσοποιητικού συστήματος, μπορούν επίσης να ενισχύσουν άμεσα τις ανοσολογικές αντιδράσεις των μελισσών, βοηθώντας τες να αποκρούσουν με μεγαλύτερη επιτυχία τις μολύνσεις.

"Εν τω μεταξύ, η έρευνα έχει δείξει ότι οι ωφέλιμοι μύκητες που υπάρχουν στο πεπτικό σύστημα των μελισσών και χρησιμοποιούνται για να βοηθήσουν στη ζύμωση της γύρης και να μετατραπεί σε ψωμί μελισσών επηρεάζονται αρνητικά από τις τυπικές εισροές της μελισσοκομίας, όπως το τάισμα με σιρόπι καλαμποκιού η ζάχαρη, το μυρμηκικό οξύ και το οξαλικό οξύ.  Αυτό υποδηλώνει ότι οι συνήθεις εισροές μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά τα μικροβιακά βιοφυτοφάρμακα."

Επιπλέον, οι μύκητες που βρίσκονται στη γύρη που έχει αποθηκευτεί μπορούν να λειτουργήσουν ως φυσικά συντηρητικά. Διατηρούν την τροφή των μελισσών ασφαλή και θρεπτική ανταγωνιζόμενη τα επιβλαβή μικρόβια , παρατείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής της. Δεδομένου ότι η κλιματική αλλαγή μεταβάλλει τη διαθεσιμότητα των λουλουδιών και την διάρκεια της ανθοφορίας, αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό.

"Οι μυκητιακές κοινότητες στις αποθηκευμένες προμήθειες μελισσών αποκλίνουν από τις ανθικές κοινότητες με την πάροδο του χρόνου, πιθανώς λόγω της προσθήκης εκκρίσεων των μελισσών, τροποποιήσεων στην αποθηκευμένη τροφή ή/και περιβαλλοντικών συνθηκών μέσα στη φωλιά. Οι προμήθειες αποθηκεύονται σε κελιά που συχνά είναι επενδεδυμένα με ρητίνη πρόπολης, αδενικές εκκρίσεις ή άλλα υλικά που είναι ευρέως αντιμικροβιακά. Αυτές οι προμήθειες είναι γενικά όξινες (pH 4-4,5) λόγω της προσθήκης οξειδάσης γλυκόζης από τις εργάτριες μέλισσες και του πολλαπλασιασμού των βακτηρίων γαλακτικού οξέος, τα οποία παράγουν γλυκονικό οξύ και προσθέτουν στην αντιμικροβιακή φύση αυτών των προμηθειών."

 Συνήθως, τα σπόρια στην επιφάνεια των φυτών ή στο περιβάλλον είναι ο τρόπος με τον οποίο οι μέλισσες συλλέγουν παθητικά μύκητες. Υπάρχουν, ωστόσο, στοιχεία ότι αναζητούν ενεργά μύκητες, ίσως λόγω των θρεπτικών συστατικών τους, των δελεαστικών οσμών τους ή των οπτικών ενδείξεων που μιμούνται τους κόκκους γύρης.

Οι μύκητες μπορεί να είναι ένα υποτιμημένο αλλά σημαντικό συστατικό της διατροφής των μελισσών και φαίνεται ότι οι ωφέλιμοι μύκητες θα μπορούσαν να εισαχθούν ως συμπληρώματα διατροφής. Σύμφωνα με την έρευνα, οι μέλισσες μπορούν να ζήσουν περισσότερο όταν τους δίνονται σπόρια ωφέλιμων μυκήτων .Αυτό υποδηλώνει ότι οι μύκητες μπορούν να ενισχύσουν το ανοσοποιητικό τους σύστημα και τη γενική ευεξία τους. Μπορεί ακόμη και να είναι δυνατό να μετατραπούν οι αντιμικροβιακές ενώσεις που παράγουν ορισμένοι μύκητες σε φυσικές θεραπείες για ασθένειες των κυψελών, εξαλείφοντας την ανάγκη για χημικές θεραπείες που περιστασιακά οδηγούν σε ανεπιθύμητες ενέργειες.Για παράδειγμα θα μπορούσαν να δημιουργηθούν προβιοτικα σκευάσματα που βοηθούν στην θεραπεία της νοσεμίασης, της ασκόσφαιρας η ακόμη και των παρασίτων βαρρόα.

"Μελέτες που διεξήχθησαν στο Πανεπιστήμιο Cornell διαπίστωσαν ότι οι εντομοπαθογόνοι μύκητες Metarhizium anisopliae και Hirsutella thompsonii σκοτώνουν τα ακάρεα Varroa όταν εφαρμόζονται σε αποικίες, αλλά προκαλούν μικρή βλάβη στις μέλισσες λόγω του γεγονότος ότι οι μέλισσες είναι σχολαστικές περιποιητικές και απομακρύνουν εύκολα τα σπόρια των μυκήτων από το σώμα τους, αποτρέποντας τη μόλυνση. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι μύκητες χρειάστηκαν τουλάχιστον αρκετές ημέρες πριν γίνουν αποτελεσματικοί στα ακάρεα και ήταν ενεργοί για τουλάχιστον 42 ημέρες μετά την εφαρμογή, καθιστώντας τους όχι μόνο δυνητικά ασφαλή βιο-φυτοφάρμακα, αλλά και μακράς διαρκείας. Αυτό δείχνει ότι οι εντομοπαθογόνοι μύκητες δεν παρέχουν γρήγορη, «στιγμιαία εξόντωση» όπως τόσα πολλά από τα σημερινά εμπορικά μέσα ελέγχου ακάρεων Varroa, αλλά μάλλον καταστέλλουν τα παθογόνα και τείνουν να λειτουργούν σχετικά αργά για να σκοτώσουν τα ακάρεα με την πάροδο του χρόνου."

Παρ' όλα αυτά, δεν κατανοούμε ακόμη πλήρως τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ μυκήτων και μελισσών. Για να εντοπιστούν οι ακριβείς μύκητες που εμπλέκονται και οι λειτουργίες τους, απαιτούνται περισσότερες μελέτες. Η μετατροπή αυτής της γνώσης σε χρήσιμα εργαλεία απαιτεί την κατανόηση του πώς οι μύκητες παρέχουν οφέλη, είτε μέσω της ανοσολογικής υποστήριξης, της καταστολής ασθενειών είτε μέσω της διατροφής. Προσεγγίζουμε την υγεία των μελισσών ολιστικά όταν βλέπουμε τους μύκητες ως συνεργάτες και όχι ως εχθρούς.

 

Ευαγγελία Μαυρίδου

Δεν επιτρέπεται η αναδημοσίευση του άρθρου (reblogging κτλ), η αναπαραγωγή του (ολική/μερική) χωρίς την άδεια του συντάκτη.Επιτρέπεται η κοινοποίηση του συνδέσμου/link στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης.

Παραπομπές


- Alaux, C., Ducloz, F., Moritz, R. F., & Siegel, P. B. (2010). Επιδράσεις της διατροφής στην ανοσολογική ικανότητα των μελισσών. *Biology Letters*


- Anderson, J. P., Williams, P. A., & Williams, T. C. (2018). Μυκητιασικές αλληλεπιδράσεις εντός αποικιών μελισσών: Ρόλος στη δυναμική και την υγεία του μικροβιώματος. *Μικροβίωμα Εντόμων*

- Corby-Harris, V., Maes, P., & Anderson, D. L. (2014). Συμβιωτική ανοσολογική άμυνα που προκαλείται από έντομα στις μέλισσες. *Frontiers in Microbiology*

- Kwapich, C. L., Kwapich, J. L., & Toth, A. L. (2020). Μυκητιασικές αλληλεπιδράσεις και συμπεριφορές αναζήτησης τροφής στις μέλισσες. *Ecology and Evolution*

- Kwak, M., Tehelka, C., & Toth, A. L. (2018). Μυκητιασικά σπόρια ως τροφή για τις μέλισσες. *Περιβαλλοντική Μικροβιολογία*

- Mikheyev, A. S., Goryacheva, I. Y., & Kopylova, E. (2019). Μυκητοκοινότητες στο ψωμί των μελισσών και ο ρόλος τους στην υγεία των μελισσών. *FEMS Microbiology Ecology*

- Shaw, P. (2011). Τυχαία συλλογή σπορίων μυκήτων από μέλισσες. *Journal of Insect Ecology*