Учёные разработали первую в мире вакцину для медоносных пчел. Как она работает?
Пчелы чрезвычайно важны для человека, они не только производят вкусный мед, но и опыляют растения, плоды и семена которых мы употребляем в пищу. К сожалению, эти насекомые весьма уязвимы. Им сегодня угрожают болезни, пестициды, изменение климата.
Что вызывает смертельную болезнь среди пчел
Одним из самых опасных врагов пчел являются бактерии Paenibacillus larvae, вызывающие так называемый «американский гнилец» (AFB) – болезнь, способную быстро распространяться от одного роя к другому.
Эта зараза поражает личинок в первые несколько дней их развития. Бактериальные споры скармливаются им пчелами-кормилицами. После этого микробы приступают к размножению и убивают ещё не родившихся насекомых.
Мертвые личинки становятся темно-коричневыми, а от улья начинает исходить неприятный запах, который, собственно, и дал название этой инфекции. Споры легко распространяются по всей колонии, оказываясь, помимо прочего, внутри меда. Вместе с пчелами, улетающими искать нектар, они проникают наружу и попадают в находящиеся поблизости ульи.
Cпоры сохраняют жизнеспособность в течение десятилетий, поэтому даже при полной очистке территории нет никакой гарантии, что заражению не подвергнутся вновь завезенные семьи. С американским гнильцом борются несколькими способами. Самым эффективным из них считается сжигание ульев.
Антибиотики действуют гораздо менее радикально, но их использование в профилактических целях в некоторых странах запрещено, так как власти опасаются выработки устойчивости микробов к этим препаратам. Обычно разрешение на их применение выдается уже после обнаружения инфекции. Но в случае с AFB этого часто оказывается недостаточно.
Самое неприятное в том, что ещё совсем недавно эту инфекцию удавалось держать под контролем. Исторически она являлась настоящим бичом пчеловодов, и, если говорить о США, то на стыке 19-20 веков она приносила им беспрецедентные убытки.
В результате в стране были введены жесточайшие санитарные нормы, и уже через двадцать лет болезнь была практически побеждена. Но затем все недопустимо расслабились. Ограничения были смягчены, что в сочетании с распространением пчеловодства на новые территории привело к «воскрешению» опасной заразы.
Вакцина для пчел
Сейчас разработка вакцины против AFB кажется как никогда актуальной. Она не будет первой, которая используется в сельском хозяйстве. Подобные препараты в течение уже достаточно большого времени защищают крупный рогатый скот, птиц и даже рыб.
К сожалению, вакцинировать насекомых сложнее. Дело в том, что позвоночные используют два вида иммунитета. Приобретенный иммунитет вырабатывает антитела, активно атакующие известные организму патогены. Врожденный иммунитет реагирует на незнакомую ранее заразу. У насекомых, в свою очередь, есть только врожденный иммунитет, то есть они не способны отвечать на атаки новых патогенов.
Однако не так давно ученые выяснили, что те же пчелы могут защитить свое потомство от инфекции, если будут «подкармливать» его частицами опасных микробов. Этот механизм очень напоминает грудное вскармливание у людей, когда младенец получает антитела в составе материнского молока. Крошечные кусочки клеточных стенок патогена внедряются в так называемое жировое тело, которое можно считать аналогом печени позвоночных. После этого они попадают в развивающиеся яйца, и каждая личинка вырабатывает защиту.
Авторы исследования, в ходе которого был разработан механизм вакцинации пчел, заявляют, что процесс не отличается особой сложностью. Никакие уколы и капли здесь, по крайней мере, не требуются. Нужно только подмешать ослабленные бактерии в пищу, употребляющуюся пчелиной маткой.
Во время испытаний вакцины ученые приобретали насекомых у местных пчеловодов и в течение восьми дней подряд кормили маток описанным выше способом. Затем их запускали в маленькие ульи, где они производили потомство. Личинок, которым не исполнилось 36 часов, подвергали воздействию бактерии американского гнильца.
Эксперимент показал, что выживаемость молодого поколения на 30-50 процентов выше, чем у потомства невакцинированных маток. Это можно считать несомненным успехом, но данное направление «медицины» находится лишь в начале большого и трудного пути. Достаточно вспомнить, с каким количеством угроз сталкиваются трудолюбивые насекомые, балующие нас медом. И не только они.
Одним из самых опасных врагов пчел являются бактерии Paenibacillus larvae, вызывающие так называемый «американский гнилец» (AFB) – болезнь, способную быстро распространяться от одного роя к другому.
Эта зараза поражает личинок в первые несколько дней их развития. Бактериальные споры скармливаются им пчелами-кормилицами. После этого микробы приступают к размножению и убивают ещё не родившихся насекомых.
Бактерии рaenibacillus larvae
Мертвые личинки становятся темно-коричневыми, а от улья начинает исходить неприятный запах, который, собственно, и дал название этой инфекции. Споры легко распространяются по всей колонии, оказываясь, помимо прочего, внутри меда. Вместе с пчелами, улетающими искать нектар, они проникают наружу и попадают в находящиеся поблизости ульи.
Cпоры сохраняют жизнеспособность в течение десятилетий, поэтому даже при полной очистке территории нет никакой гарантии, что заражению не подвергнутся вновь завезенные семьи. С американским гнильцом борются несколькими способами. Самым эффективным из них считается сжигание ульев.
Антибиотики действуют гораздо менее радикально, но их использование в профилактических целях в некоторых странах запрещено, так как власти опасаются выработки устойчивости микробов к этим препаратам. Обычно разрешение на их применение выдается уже после обнаружения инфекции. Но в случае с AFB этого часто оказывается недостаточно.
Вид сот с расплодом, пораженным американским гнильцом
Самое неприятное в том, что ещё совсем недавно эту инфекцию удавалось держать под контролем. Исторически она являлась настоящим бичом пчеловодов, и, если говорить о США, то на стыке 19-20 веков она приносила им беспрецедентные убытки.
В результате в стране были введены жесточайшие санитарные нормы, и уже через двадцать лет болезнь была практически побеждена. Но затем все недопустимо расслабились. Ограничения были смягчены, что в сочетании с распространением пчеловодства на новые территории привело к «воскрешению» опасной заразы.
Вакцина для пчел
Сейчас разработка вакцины против AFB кажется как никогда актуальной. Она не будет первой, которая используется в сельском хозяйстве. Подобные препараты в течение уже достаточно большого времени защищают крупный рогатый скот, птиц и даже рыб.
К сожалению, вакцинировать насекомых сложнее. Дело в том, что позвоночные используют два вида иммунитета. Приобретенный иммунитет вырабатывает антитела, активно атакующие известные организму патогены. Врожденный иммунитет реагирует на незнакомую ранее заразу. У насекомых, в свою очередь, есть только врожденный иммунитет, то есть они не способны отвечать на атаки новых патогенов.
Однако не так давно ученые выяснили, что те же пчелы могут защитить свое потомство от инфекции, если будут «подкармливать» его частицами опасных микробов. Этот механизм очень напоминает грудное вскармливание у людей, когда младенец получает антитела в составе материнского молока. Крошечные кусочки клеточных стенок патогена внедряются в так называемое жировое тело, которое можно считать аналогом печени позвоночных. После этого они попадают в развивающиеся яйца, и каждая личинка вырабатывает защиту.
Авторы исследования, в ходе которого был разработан механизм вакцинации пчел, заявляют, что процесс не отличается особой сложностью. Никакие уколы и капли здесь, по крайней мере, не требуются. Нужно только подмешать ослабленные бактерии в пищу, употребляющуюся пчелиной маткой.
Во время испытаний вакцины ученые приобретали насекомых у местных пчеловодов и в течение восьми дней подряд кормили маток описанным выше способом. Затем их запускали в маленькие ульи, где они производили потомство. Личинок, которым не исполнилось 36 часов, подвергали воздействию бактерии американского гнильца.
Эксперимент показал, что выживаемость молодого поколения на 30-50 процентов выше, чем у потомства невакцинированных маток. Это можно считать несомненным успехом, но данное направление «медицины» находится лишь в начале большого и трудного пути. Достаточно вспомнить, с каким количеством угроз сталкиваются трудолюбивые насекомые, балующие нас медом. И не только они.
Комментарии2
