Исследование здоровья пчёл не обнаружило природного лекарства в ранее перспективном соединении

Новое исследование возможного самолечения у шмелей, проведённое учёными из Массачусетского университета в Амхерсте, сообщает, что ранее обнадёживающий результат не подтвердился в ходе дальнейших экспериментов и анализа.

Кандидат наук Эван Палмер-Янг и его научный руководитель, эволюционный эколог Линн Адлер, сообщали в 2015 году, что обычная паразитарная инфекция у шмелей снижалась, когда пчёлы потребляли анабазин в сахарной воде. Анабазин — это природный алкалоид, химическое вещество, подобное никотину, содержащееся в нектаре растений. Исследователи надеялись, что их открытие свидетельствует о том, что пчёлы могут использовать «природную аптечку», чтобы избавиться от кишечного паразита Crithidia bombi, который может снизить выживаемость пчелиных маток зимой и помешать успеху молодых колоний весной.

Однако, как они сообщают в текущем выпуске PLOS ONE, эти результаты не подтвердились при дальнейшем расследовании. «Хотя неинфицированные пчёлы в наших экспериментах не испытывали неблагоприятного воздействия от диет, содержащих алкалоиды, анабазин оказывал пагубное воздействие на заражённых пчёл. Это первое сообщение об усилении негативных эффектов цветочных алкалоидов инфекцией Crithidia», — пишут они.

Кроме того, «Это усиление согласуется с растущим объёмом работ, которые предполагают негативное влияние совокупности стрессоров — включая инфекцию, качество диеты и потребление пестицидов — на здоровье опылителей, и что широко распространённая инфекция может иметь последствия для способности пчёл переносить фитохимические вещества».

Палмер-Янг отмечает: «Хотя этот результат не совпадает с результатами первоначального набора экспериментов, опубликованных в Proceedings B, анабазин химически и фармакологически схож с никотином, хорошо известным инсектицидом. Было показано, что никотиноподобные пестициды снижают выживаемость и ухудшают иммунную функцию у медоносных пчёл, например, а чувствительность к никотину может усугубляться, когда пчёлы также сталкиваются с проблемами для своей иммунной системы. Эти взаимодействия между никотиноподобными химическими веществами и инфекцией согласуются с нашими результатами, в которых миниатюрные колонии без маток демонстрировали сниженную продуктивность при столкновении с патогенами плюс потенциально ядовитым соединением».

Палмер-Янг и коллеги предполагают, что свойства алкалоида снижать инфекцию могут зависеть от колонии пчёл и их пищевого статуса, а не от прямой токсичности химического вещества для паразитов. «Концентрации анабазина, испытанные здесь, в 100 раз ниже тех, которые требуются для подавления роста культур клеток паразита, — говорит Палмер-Янг, — и мы не нашли никаких доказательств вариаций в чувствительности к анабазину у разных штаммов паразита. Следовательно, не похоже, что прямые эффекты анабазина на рост паразита могут объяснить любые опосредованные анабазином эффекты на инфекцию Crithidia».

Он добавляет: «Единственный эксперимент, в котором анабазин оказывал влияние на инфекцию, был проведён, когда пчёлы были лишены пыльцы, их обычного источника белка. Но известно, что пчёлам требуется пыльца для выработки определённых ферментов, включая те, которые могут расщеплять такие соединения, как анабазин. Возможно, отсутствие пыльцы в рационе мешало способности пчёл детоксифицировать анабазин и тем самым усиливало его фармакологический эффект. Также кажется, что анабазин по-разному влияет на пчёл из разных колоний.

Потребление анабазина снизило инфекцию у пчёл из двух колоний в этом эксперименте, но не у двух других. Алкалоиды, подобные анабазину, могут оказывать сильное воздействие на нервную систему и поведение насекомых. Нам нужно больше исследований, чтобы объяснить, как анабазин может влиять на закрепление паразита и как эти эффекты ослабляются или усиливаются у пчёл с разными генами и в разных условиях окружающей среды».

Палмер-Янг говорит: «Другой фактор, который следует учитывать, заключается в том, что для пчёл ключевым результатом является успех колонии, а не обязательно отдельной особи. Даже если анабазин снижает уровень инфекции у отдельных пчёл, он может не улучшить выживаемость рабочих особей или репродуктивную продуктивность колонии. Например, здоровая пчела может поддерживать большее количество паразитов, поэтому снижение уровня заражения может, предположительно, отражать ухудшение здоровья пчелы, а не улучшение. И с точки зрения репродуктивных показателей, в наших экспериментах с микроколониями — группами из 3 пчёл, выращенных вместе — кормление анабазином пчёл с инфекцией Crithidia снижало выживаемость и вес развивающихся личинок».

Другими словами, анабазин может усугублять, а не облегчать стресс у пчёл, столкнувшихся с болезнями. Эта работа была поддержана грантами Адлер от Национального научного фонда (NSF) и Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США (USDA NIFA), а также стипендией NIFA для докторантов Палмер-Янга.