Nová štúdia odhaľuje, ako môže dochádzať k nárastu kontaminácie v kolóniách včiel.
Výsledky štúdie môžu ovplyvniť rozhodnutia včelárov či pestovateľov plodín. Zdroj: iStock/kojihirano
Robotnice žijúce v kolóniách medonosných včiel spravidla fungujú ako akési filtre. Dokážu totiž zachytiť veľkú časť kontaminácie pesticídmi, ktorá sa dostáva do úľa, a tak pomáhajú chrániť kráľovnú a jej vyvíjajúce sa potomstvo. Ak však tento ochranný systém začne zlyhávať, kráľovná môže chemickú záťaž presmerovať do svojich vlastných vajíčok.
„Aby sa včelia kráľovná ochránila, ukladá tieto chemikálie do svojich vajíčok, aby sa ich zbavila,“ uviedol Sascha Nicklisch, vedúci autor článku a docent na Katedre environmentálnej toxikológie Kalifornskej univerzity v Davise. „V prípade medonosných včiel tento fakt doteraz nikto neobjavil,“ dodáva.
Tento objav pomáha vysvetliť, ako môže kontaminácia pesticídmi pretrvávať a šíriť sa v kolónii po tom, ako robotnice stratia schopnosť odstrániť ich dostatok. Výsledky by mohli ovplyvniť rozhodnutia včelárov, pestovateľov a plánovačov integrovanej ochrany proti škodcom, najmä keď sa kolónie rozširujú alebo včely aktívne hľadajú potravu.
Pozrite si
Vedci tento proces nazývajú materinské vylučovanie. Umožňuje kráľovnej zbaviť sa škodlivých látok z tela tým, že ich prenáša na svoje potomstvo – ide o stratégiu prežitia, ktorá však môže vystaviť budúcu generáciu kolónie pôsobeniu pesticídov ešte pred dokončením jej vývinu.
Výskumníci z Kalifornskej univerzity v Davise túto reakciu v prípade medonosných včiel zdokumentovali po prvýkrát v časopise Current Biology. V rámci vlastnej ochrany vylučuje včelia kráľovná chemikálie do svojich vajíčok, aby ich dostala von zo svojho tela. To odborníci doteraz nezistili.
Kráľovné zdedili skryté bremeno
Keď sa pesticídy v úľoch nahromadia do takej miery, že začínajú zaťažovať vajíčka včelej kráľovnej, nové potomstvo sa nedokáže správne vyvíjať. Ide o pomalý, postupný účinok hromadenia chemikálií, ktorý prispeje k oneskorenému kolapsu kolónie včiel.
Väčšina toxikologických štúdií o medonosných včelách sa zameriavala na robotnice, ktoré sa s väčšou pravdepodobnosťou stretávajú s pesticídmi pri zbere potravy mimo úľa. Najnovšia štúdia sa zamerala na to, kde sa tieto chemikálie hromadia a či sa dostali ku kráľovnej, k jej vajíčkam a k vosku, ktorý včely obklopuje.
Zistenia sú dôležité, pretože robotnice kontrolujú, čím sa kráľovná živí. Zbierajú a spracúvajú potravu, potom kŕmia kráľovnú aj vyvíjajúce sa larvy. Dlho sa predpokladalo, že tento systém chráni reprodukčné centrum kolónie tým, že filtruje kontaminanty skôr, ako sa k nej dostanú.
Angela Encerradová-Manriquezová, hlavná autorka štúdie a čerstvá absolventka doktorandského štúdia na Kalifornskej univerzite v Davise, uviedla, že výsledky odhalili, že táto ochrana má svoje limity.
„V našej štúdii sa pesticídy v kráľovnách postupom času začali hromadiť, čo naznačuje, že filtračná kapacita robotníčok môže byť preťažená,“ uviedla Angela Encerradová-Manriquezová. „Keď k tomu dôjde, kráľovné majú svoju vlastnú obranu. Dokážu sa samy odbremeniť od toxínov a preniesť ich na svoje vajíčka.“
Nanokolónie sledujú pohyb pesticídov
Aby mohli vedci za kontrolovaných podmienok sledovať šírenie kontaminácie v kolónii, vybudovali malé experimentálne úle, známe ako nanokolónie. Každá z nich pozostávala z kužeľovitej plastovej nádoby so sieťovaným dnom a obsahovala jednu matku so 60 robotnicami.
Tieto zjednodušené kolónie napodobňovali základné funkcie úľa a zároveň umožňovali vedcom sledovať, kam sa pesticíd šíri. Včely dostávali peľ, vodu a potravu obsahujúcu metylparatión, pesticíd označený nízkoaktívnym rádioaktívnym indikátorom. Indikátor fungoval ako chemická sledovacia značka, vďaka čomu bolo možné zistiť prítomnosť nepatrných množstiev pesticídu všade tam, kde sa nahromadil.
Ide o stratégiu prežitia, ktorá však môže vystaviť budúcu generáciu kolónie pôsobeniu pesticídov ešte pred dokončením jej vývinu. Zdroj: iStock/ajma_pl
Robotnice odstránili počas prvého dňa 95 percent pesticídu z potravy kráľovnej a uložili ho do plástu. Do desiateho dňa však ich rýchlosť filtrácie klesla na 86 percent, čo svedčí o tom, že dlhodobá expozícia postupne prekonávala tento obranný mechanizmus.
Štúdia sa opierala o rôzne oblasti odborných znalostí. Vedci z USDA prispeli svojimi znalosťami z biológie včiel a navrhli experimenty, zatiaľ čo výskumníci z Národného laboratória Lawrencea Livermora (LLNL) merali rádioaktívny marker v extrémne nízkych koncentráciách pomocou biologickej urýchľovacej spektrometrie (BioAMS). Táto metóda počíta vzácne označené atómy, čo umožňuje výskumníkom sledovať množstvá, ktoré sú príliš malé na to, aby ich dokázali detegovať mnohé bežné prístroje.
„Pomocou BioAMS vieme zistiť prítomnosť pesticídov aj vo veľmi nízkych koncentráciách,“ uviedol Bruce Buchholz, vedec z LLNL a autor štúdie. „Koncentrácie pesticídov, ktoré sme použili, neboli smrteľné a z hľadiska životného prostredia zodpovedali koncentráciám, ktoré sa vyskytujú v prírode.“
Kontaminácia postihuje budúce robotnice
Kráľovná včiel dokáže každý deň znášať 1 500 až 2 000 vajíčok. Tieto vajíčka zásobujú kolóniu budúcimi robotnicami, čo znamená, že reprodukčné zdravie kráľovnej je pre prežitie úľa kľúčové.
Kolónie včiel medonosných tiež pomáhajú opeľovať približne jednu tretinu svetových potravinových plodín. Keď kolónie oslabnú alebo zaniknú, dôsledky môžu presiahnuť rámec úľa tým, že znížia poľnohospodársku produktivitu a ohrozia potravinovú bezpečnosť.
„Kráľovná je jediným členom úľa, ktorý môže klásť vajíčka, z ktorých sa stane ďalšia generácia robotníčok,“ pripomína Sascha Nicklisch. „Udržuje kolóniu nažive, preto je dôležité pochopiť, ako môžu pesticídy ovplyvňovať včelie kráľovné a tiež ich potomstvo.“
Vedci ešte musia zistiť, ako dlho pokračujú kráľovné v prenose kontaminantov do svojich vajec, či tento proces spôsobuje trvalé poškodenie v celej kolónii a či rôzne pesticídy vyvolávajú rovnakú reakciu.
Zdroj: SciTech Daily, Current Biology
(RR)
