Сохранение популяции пчел давно является приоритетной задачей ученых, ведь эти насекомые отвечают за опыление 80% растений, в том числе сельскохозяйственных культур. Вирус Израильского острого паралича (IAPV) был открыт израильскими биологами в 2004 году и считается одной из главных причин краха колоний — массовой гибели и исчезновения пчел. Однако до сих пор не был понятен механизм заражения и распространения вируса, пока ученые Университета Вашингтона в Сент-Луисе не опубликовали отчет об исследованиях «зомбирующего» воздействия IAPV на медоносных насекомых.
Как пчела превращается в «зомби»?
Главным переносчиком вируса являются паразитирующие клещи варроа (Varroa destructor), однако заразиться насекомые могут и друг от друга. Биологи давно замечали, что заболевшие особи отличаются странным поведением, становятся вялыми, стремятся покинуть улей. Вирус постепенно оказывает парализующее действие, насекомое страдает от судорог, затем теряет способность летать и погибает.
Американские биологи пометили около 900 пчел чем-то вроде QR-кода и использовали систему автоматизированного наблюдения для сравнения и оценки социального взаимодействия среди трех колоний пчел. Часть насекомых была искусственно заражена вирусом IAVP, другой части была введена инъекция РНК для вызова иммунного ответа.
Поведение зараженных пчел сравнили с поведением здоровых особей и через пять дней получили следующие результаты: больные насекомые, возвращаясь в родной улей, слабо контактировали с соседями и не участвовали в общем кормлении (трофаллаксисе), хотя не теряли общей активности. Подлетая к чужому улью, зараженная особь, наоборот, вступала в контакт с пчелами-охранниками, чтобы их успокоить и всеми силами пыталась проникнуть на чужую территорию. Когда ей это удавалось, пчела участвовала в трофаллаксисе, тем самым распространяя вирус.
Трофаллаксис пчел:
Насекомые, пораженные IAVP, вызывали гораздо меньше агрессии у пчел других ульев, чем те, у кого была искусственно вызвана неспецифическая реакция иммунной системы. Их «охранники» пропускали в 30% случаев против 15%.
Ученые пришли к выводу, что вирус меняет набор химических веществ, которые содержатся в наружном скелете пчелы и являются уникальными для каждого улья. Из-за этого пчела может «забыть дорогу домой» и попытаться примкнуть к чужой колонии.
Кроме того, насекомые взаимодействуют друг с другом при помощи усиков, определяя членов своей колонии по феромонам. Химические вещества, измененные из-за вируса, снижают агрессию у пчел-охранников, которые обычно не пускают приблудных особей в свой улей. Таким образом, зомби-пчелы прилетают в чужие колонии и заражают их.
Опасность зараженных пчел
Опасность такого способа распространения вирусной инфекции в том, что на пасеках ульи располагаются очень плотно. Зомби-пчелы попадают в соседние колонии практически беспрепятственно, поражая вирусом здоровых особей с большой скоростью. Так, в 2014-2015 годах пчеловоды США потеряли более 40% медоносных пчел.
Статья была опубликована в The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)