Микробиом делает медоносных пчел "ультрасвязанными"

Существует связь между кишечной микробиотой и социальным поведением животных. Новое исследование, проведенное на "гиперсоциальных" медоносных пчелах, впервые изучило эту связь на уровне всего общества.

Управляемая модель

Медоносная пчела — удобная модель, так как имеет простую микробиоту из ~15 видов бактерий, которые культивируются в лаборатории. Исследователи получили пчел, лишенных микробиоты, без антибиотиков: они извлекали стерильных куколок из запечатанных ячеек, а затем экспериментально заселяли их известными бактериями.

Эксперимент и результаты

  • Группы: 200 пчел без микробиоты разделили на две группы. Одну колонизировали смесью кишечных микробов, другую оставили стерильной (в 100–1000 раз меньше микробов). Эксперимент повторили на девяти колониях.
  • Метод: Каждой пчеле прикрепили уникальный QR-код для автоматического отслеживания в течение >150 часов. Фиксировали взаимодействия "голова к голове" (антеннами или хоботком).
  • Вывод: Пчелы с обедненной микробиотой взаимодействовали друг с другом реже, чем колонизированные. У колонизированных пчел социальные сети были более структурированными: у каждой были "лучшие друзья" для взаимодействия, что повышает эффективность работы группы.

Ось "кишечник–мозг"

Хотя механизмы неизвестны, найдены первые указания:

  • В мозге пчел с микробиотой было больше молекул, важных для его работы (например, серина и орнитина), особенно у более активно взаимодействующих особей.
  • Бактерии влияли на экспрессию генов в кишечнике и в области мозга, ответственной за восприятие обонятельных (антенны) и вкусовых (рот) стимулов.

Эти данные указывают на связь функций мозга, важных для социального поведения, с кишечной микробиотой.

Экологическая угроза

Микробиота пчел может нарушаться из-за пестицидов (например, неоникотиноидов) или гербицидов (например, глифосата). Использование этих веществ может нарушить работу мозга и естественную социальную организацию колоний, так как взаимодействия "голова к голове" критичны для передачи жизненно важной информации. Исследование оси "кишечник–мозг" необходимо продолжать.