Ρίχνοντας φως στη μυστική αναπαραγωγική ζωή των μελισσών

 

Οι βασίλισσες που πεθαίνουν απότομα ή αποτυγχάνουν νωρίτερα από το αναμενόμενο είναι ένα ανησυχητικό φαινόμενο για το οποίο πολλοί μελισσοκόμοι σε όλο τον κόσμο ανησυχούν. Οι βασίλισσες είναι αναπαραγωγικοί μηχανισμοί που γεννούν αυγά, διατηρούν την αποικία σταθερή μεταφέρουν το γενετικό υλικό της αποικίας και αποτελούν το κέντρο της κυψέλης. Ολόκληρη η αποικία μπορεί να υποφέρει εάν μια βασίλισσα αρχίσει να μειώνει ή σταματήσει να παράγει υγιή αυγά πολύ νωρίς. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε παρακμή της αποικίας ή ακόμα και σε κατάρρευση της κυψέλης.

Παρόλο που οι βασίλισσες είναι εξαιρετικά σημαντικές, ο προσδιορισμός της αιτίας της αποτυχίας τους εξακολουθεί να είναι ένα δύσκολο έργο. Προκειμένου να φροντίσουν καλύτερα τις βασίλισσες, να αυξήσουν τη διάρκεια ζωής τους και να διατηρήσουν τις αποικίες δυνατές, οι ερευνητές προσπαθούν πάντα να μάθουν περισσότερα για το τι συμβαίνει μέσα τους, ειδικά υπό το φως των αυξανόμενων κινδύνων που θέτουν τα παράσιτα, οι ασθένειες, τα φυτοφάρμακα και οι περιβαλλοντικές αλλαγές. Η γενετική και η φυσιολογία της ίδιας της βασίλισσας είναι μόνο μερικές από τις πολλές μεταβλητές που συμβάλλουν στην πολυπλοκότητα της διαδικασίας.

Ας εξετάσουμε τώρα τι κάνει μια βασίλισσα τόσο σημαντική. Η αναπαραγωγή είναι η κύρια λειτουργία της. Ο αριθμός των εργατριών μελισσών στην αποικία επηρεάζεται άμεσα από την ικανότητά της να γεννά γονιμοποιημένα αυγά. Η συντήρηση της κυψέλης, η αυξημένη παραγωγή μελιού και η γενική ευρωστία συσχετίζονται όλα με ένα μεγαλύτερο εργατικό δυναμικό. Μια βασίλισσα ζευγαρώνει στην αρχή της ζωής της πετώντας σε περιοχές συγκέντρωσης κηφήνων και συνευρίσκεται με πολλά αρσενικά . Επειδή οι εργάτριες είναι όλες ετεροθαλή αδέρφια με διαφορετικούς πατέρες, αυτή η διαδικασία, γνωστή ως πολυανδρία, παράγει μια γενετικά ποικιλόμορφη αποικία. Αυτό το είδος ποικιλομορφίας είναι πολύ ωφέλιμο επειδή αυξάνει την αντίσταση της αποικίας σε περιβαλλοντικούς στρεσογόνους παράγοντες και ασθένειες.

Η σπερματοθήκη είναι ένα εξειδικευμένο όργανο όπου η βασίλισσα αποθηκεύει όλο το σπέρμα που χρειάζεται μετά το ζευγάρωμα. Αυτό το μικρό αλλά απαραίτητο όργανο, που βρίσκεται μέσα στην κοιλιά της και μοιάζει με μαργαριτάρι, περιέχει το σπέρμα για όλη τη διάρκεια της ζωής της. Ανάλογα με τις ανάγκες της αποικίας και την εποχή , απελευθερώνει σπέρμα σταδιακά για να δημιουργήσει εργάτριες, νέες βασίλισσες ή κηφήνες γονιμοποιώντας τα αυγά με αυτό το αποθηκευμένο σπέρμα. Παρόλο που είναι ένα πολύ αποτελεσματικό σύστημα, την αφήνει επίσης ευάλωτη σε επιθέσεις. Το σπέρμα μέσα της μπορεί τελικά να επιδεινωθεί ή να πεθάνει, με αποτέλεσμα να γεννιούνται λιγότερα γονιμοποιημένα ωάρια και να συρρικνώνεται η αποικία.

Παρά το γεγονός ότι έχουν διάρκεια ζωής πέντε ετών, οι βασίλισσες αντικαθίστανται συχνά κατά το πρώτο ή το δεύτερο έτος τους. Εάν οι μελισσοκόμοι η οι μέλισσες , παρατηρήσουν μείωση στην ωοτοκία, συνήθως αντικαθιστούν τις βασίλισσες. Αυτό το υψηλό ποσοστό δείχνει ότι οι βασίλισσες συχνά αντικαθίσταται πολύ νωρίς λόγω ενός υποκείμενου προβλήματος. Επειδή υπάρχουν πολλοί επικαλυπτόμενοι παράγοντες, όπως η γενετική, η παρουσία παθογόνων, οι περιβαλλοντικές συνθήκες και η προσωπική υγεία της βασίλισσας, ο προσδιορισμός των ακριβών αιτιών δεν είναι πάντα απλός.

Νέες επιστημονικές μελέτες αρχίζουν να διευκρινίζουν ορισμένες από τις κύριες αιτίες της αποτυχίας της βασίλισσας. Για παράδειγμα, η έρευνα έχει δείξει ότι οι αποτυχημένες βασίλισσες συνήθως αποθηκεύουν σημαντικά μικρότερο αριθμό σπερματοζωαρίων στις σπερματοθήκες τους επειδή είται δεν ζευγάρωσαν με αρκετούς κηφήνες , είται το σπέρμα τους δεν ήταν καλό. Εκτός από τα λιγότερα σπερματοζωάρια συνολικά, υπάρχει συχνά υψηλότερο ποσοστό νεκρών σπερματοζωαρίων, γεγονός που υποδηλώνει μείωση της βιωσιμότητας του σπέρματος. Επιπλέον, αυτές οι βασίλισσες έχουν συνήθως υψηλότερα φορτία ιών, ιδιαίτερα αυτά του ιού των μαύρων κυττάρων της βασίλισσας (BQCV) και του ιού του σάκου της μέλισσας (SBV). Αυτοί οι ιοί είναι γνωστοί για την πρόκληση μιας σειράς προβλημάτων υγείας στις μέλισσες, όπως αδυναμία του ανοσοποιητικού συστήματος, αναπτυξιακά προβλήματα και, σύμφωνα με νέα έρευνα, αναπαραγωγικές διαταραχές.

Υπάρχει μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον για τη σχέση μεταξύ ιογενών λοιμώξεων, μειωμένης βιωσιμότητας σπέρματος και υγείας της βασίλισσας. Σύμφωνα με την Δρ. McAfee “Η αναπαραγωγική βιολογία έχει ένα γνωστό συμβιβασμό , ότι δεν μπορείτε να μεγιστοποιήσετε τα πάντα ταυτόχρονα .Πρέπει να πάρετε αποφάσεις.”

Σε αυτήν την περίπτωση, αυτό σημαίνει ότι οι πόροι μπορεί να αφαιρεθούν από την αποτελεσματική διατήρηση των αποθεμάτων σπέρματος μιας βασίλισσας όταν το ανοσοποιητικό της σύστημα επικεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό στην αποτροπή ιών. Η ενεργοποίηση της ανοσολογικής απόκρισης, όπως αυτή που προκαλείται από μια ιογενή λοίμωξη, μπορεί περιστασιακά να βλάψει ακούσια το σπέρμα ή να επιτρέψει την εισβολή πρόσθετων παθογόνων. Αυτή η λεπτή ισορροπία μπορεί τελικά να επηρεάσει τη διάρκεια ζωής της βασίλισσας και να οδηγήσει σε μειωμένη γονιμότητα.

Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει πρωτεΐνες που σχετίζονται με το ανοσοποιητικό σύστημα, όπως η λυσοζύμη, οι οποίες είναι απαραίτητες για την καλή υγεία , εμβαθύνοντας την έρευνα σε μοριακό επίπεδο. Ως ουσιαστικό μέρος της έμφυτης ανοσολογικής απόκρισης, η λυσοζύμη είναι ένα ένζυμο που βοηθά στην αποικοδόμηση των βακτηριακών κυτταρικών τοιχωμάτων. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι η έρευνα δείχνει ότι οι βασίλισσες με υψηλότερη βιωσιμότητα σπέρματος συνήθως έχουν σπερματοθήκες με χαμηλότερα επίπεδα λυσοζύμης. Αυτό υποδηλώνει μια αντιστάθμιση στην κατανομή των πόρων.

Η διατήρηση υγιούς σπέρματος μπορεί να χρειαστεί να θυσιαστεί προκειμένου να γίνουν σημαντικές επενδύσεις στην ανοσολογική άμυνα. Από την άλλη πλευρά, οι βασίλισσες με λιγότερους πόρους ανοσολογικής απόκρισης μπορεί να είναι καλύτερες στη διατήρηση του σπέρματος τους, αλλά μπορεί επίσης να είναι πιο επιρρεπείς σε λοιμώξεις. Αυτή η ισορροπία καταδεικνύει πώς η μακροζωία και η ικανότητα αναπαραγωγής μιας βασίλισσας επηρεάζονται από την κατανομή των πόρων μέσα στο σώμα της.

Η σπερματοθήκη πρέπει να έχει ένα συγκεκριμένο περιβάλλον για να διατηρήσει τη βιωσιμότητα του σπέρματος με την πάροδο του χρόνου. Ο σύνθετος συνδυασμός πρωτεϊνών, μεταβολιτών, αντιοξειδωτικών και ενζύμων που βρίσκονται στις αδενικές εκκρίσεις εκεί αποτρέπει την μικροβιακή εισβολή και προστατεύει το σπέρμα από την οξειδωτική βλάβη που προκαλείται από τα αντιδραστικά είδη οξυγόνου. Πρόσφατες μελέτες έχουν ανακαλύψει συγκεκριμένα στοιχεία, όπως ένζυμα που εμποδίζουν την ανάπτυξη μικροβίων και αντιοξειδωτικά που εξουδετερώνουν τις ελεύθερες ρίζες, τα οποία εγγυώνται τη βιωσιμότητα του σπέρματος για αρκετά χρόνια. Η μακροπρόθεσμη υγεία της αποικίας εξαρτάται από αυτή τη διατήρηση, επειδή επιτρέπει στη βασίλισσα να παράγει τακτικά γονιμοποιημένα αυγά χωρίς να απαιτείται συχνή επαναγονιμοποίηση.

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.

Βιβλιογραφικές αναφορές


Tarpy, D. R., & Seeley, T. D. (2015). Αναπαραγωγική και κοινωνική βιολογία των μελισσών. Στο The Hive and the Honey Bee (σελ. 117-140). Dadant & Sons.


McAfee, A. J., et al. (2020). "Trade-offs between immunity and reproduction in melior βασίλισσες." Scientific Reports


Oldroyd, B. P., & Wongsiri, S. (2006). Αφρικανοποιημένες μέλισσες. Harvard University Press.

Evans, J. D., & Spivak, M. (2010). Κοινωνικοποιημένη ιατρική: Ατομικά και κοινοτικά εμπόδια στις ασθένειες στις μέλισσες. Journal of Invertebrate Pathology

Roberts, S. P., & Anderson, D. L. (2013). Οι επιπτώσεις των φυτοφαρμάκων στην ανοσία των μελισσών. Περιβαλλοντική Τοξικολογία και Χημεία

Williams, G. R., & van der Meer, F. (2019). Κλιματική αλλαγή και υγεία των μελισσών. Βιολογία της Παγκόσμιας Αλλαγής