النحل تلعثم في مستعمرة المختبر. ليف ريتشاردسون, CC BY-NC-ND

ابحث عن معلومات حول "التداوي الذاتي" ، وستجد على الأرجح وصفًا للطرق المتعددة التي نستخدمها نحن البشر في حل المشاكل. في الواقع ، يبدو أن استهلاك الجزيئات النشطة بيولوجيًا - والتي يأتي الكثير منها من النباتات - لتغيير أجسامنا وعقولنا سمة بشرية بحتة.

لكن النباتات تظهر بشكل بارز في وجبات العديد من الحيوانات أيضًا. نمو مجموعة من البحوث يقترح بعض الحيوانات قد تستفيد فائدة طبية من كيمياء النبات ، وربما حتى تسعى هذه المواد الكيميائية عند المرضى. الشمبانزي يأكل أوراق معينة التي لديها خصائص قتل الطفيل. وقد لوحظ الفيلة الحوامل تناول المواد النباتية من الأشجار التي يستخدمها البشر للحث على العمل. قد تكون قد رأيت كلبك أو قطتك الأليفة تآكل العشب - الذي لا يوفر لهم أي تغذية - في ما يعتقد أنه جهد لعلاج الغثيان الذاتي عن طريق التسبب في القيء.

في بحثي ، نظرت في كيفية تأثر النحل المتعثر بهذه الأنواع من المركبات النشطة بيولوجيًا. مع الزملاء ، وجدت أن بعض المواد الكيميائية النباتية الموجودة بشكل طبيعي في الرحيق وحبوب اللقاح يمكن أن تفيد النحل المصابة بمسببات الأمراض. حتى النحل قد يغير سلوكه الغذائي عند الإصابة به وذلك لزيادة جمع هذه المواد الكيميائية. هل يمكن أن تكون المواد الكيميائية النباتية الموجودة في الزهور بشكل طبيعي جزءًا من الحل للانخفاض المقلق للنحل البري والمدار؟

لماذا النباتات تقديم هذه المواد الكيميائية؟

على أعلى من المركبات النباتات تجعل لتنفيذ المهام "الرئيسية" التمثيل الضوئي والنمو والتكاثر، والنباتات أيضا توليف ما يسمى مركبات الأيض الثانوية. هذه الجزيئات لها أغراض كثيرة، لكن أهمها هو الدفاع. هذه المواد الكيميائية تجعل الأوراق والأنسجة الأخرى غير مستساغ أو سامة إلى الحيوانات العاشبة التي من شأنها أن اقضم بصوت عالي على خلاف ذلك بعيدا.

كثير دراسات التطور المشترك مركز على التفاعلات النباتية العشبية بوساطة كيمياء النبات. لقد لعب "سباق التسلح" بين النباتات والحيوانات العاشبة على مدى فترات زمنية طويلة ، مع تأقلم العواشب مع التحمل وحتى التخصيب في النباتات السامة ، بينما يبدو أن النباتات طورت سمومًا جديدة لتبقى في مقدمة المستهلكين.

ليرقات الملك ، و milkweed مستنقع على حد سواء خزانة المطبخ وكابينة الطب. ليف ريتشاردسون ، CC BY-NC-ND

العواشب قد تواجه فوائد وتكاليف أو مزيج من الاثنين معا عندما تستهلك النواتج الثانوية النباتية. على سبيل المثال ، يرقات الفراشات العاهقة هي آكلات الأعشاب المتخصصة من اللبن ، التي تحتوي على ستيرويدات سامة تسمى cardenolides. بينما الملوك تركيز انتقائي cardenolides في أجسامهم كدفاع ضد الحيوانات المفترسة مثل الطيور ، قد يعانون أيضا معدل النمو البطيء وزيادة خطر الوفيات نتيجة التعرض لهذه المركبات السامة.

ومن المثير للاهتمام أن المستقلبات الثانوية لا توجد فقط في الأوراق. كما أنها موجودة أيضًا في الأنسجة التي تتمثل مهمتها الظاهرة في جذب الجسد بدلاً من صده - بما في ذلك الفواكه والزهور. على سبيل المثال ، فمن المعروف منذ فترة طويلة أن الرحيق الأزهار يحتوي عادة على مستقلبات ثانوية ، بما في ذلك الأحماض الأمينية غير البروتين ، القلويدات ، الفينولات ، جليكوسيدات والتيربينويد. ومع ذلك لا يعرف الكثير عن كيفية أو ما إذا كانت هذه المواد الكيميائية تؤثر على الملقحات مثل النحل.

هل يمكن أن تؤثر المستقلبات الثانوية على تفاعلات النباتات مع الملقحات ، تماما كما تؤثر على التفاعلات مع مستهلكات العاشبة لأنسجة الأوراق؟ على غرار العواشب الأخرى ، هل يمكن للنحل أن يستفيد أيضًا من استهلاك هذه المركبات النباتية؟ هل يمكن أن يساعد استهلاك المستقلب الثانوي النحل على مواجهة الطفيليات ومسببات الأمراض المتورطة في انخفاض النحل البري والمدار؟

المركبات النباتية انخفاض الطفيليات في النحل

مع الزملاء في مختبرات ريبيكا اروين في كلية دارتموث و لين أدلر في جامعة ماساشوستس، أمهرست، والتحقيق في هذه المسائل في دراسة جديدة. وجدنا أن مجموعة متنوعة هيكليًا من مركبات الأيض الثانوية النباتية الموجودة في الرحيق الزهري يمكن أن تقلل الحمل الطفيلي في النحل.

في إعداد مختبر، ونحن إصابة النحل تلعثم الشرقية المشتركة (impusens بالقنابل) مع طفيلي الأمعاء protozoan ، كريثيديا موفي، وهو ما يعرف للحد من طول عمر النحل تلعثم والنجاح الإنجابي. ثم نقوم بتغذية النحل يومياً إما بنظام غذائي خاص بالرُكْبَروز فقط أو واحد يحتوي على واحد من ثمانية مركبات مستقلب ثانوية تحدث طبيعياً في رحيق النباتات التي تزورها النحل الطنانة في البرية.

بعد أسبوع واحد ، قمنا بحساب الخلايا الطفيلية في جوف النحلة. وعموما ، فإن النظام الغذائي الذي يحتوي على مستقلبات ثانوية قلل بشدة من حمل مرض النحل. نصف المركبات لها تأثير مهم من الناحية الإحصائية من تلقاء نفسها. كان المركب ذو التأثير الأقوى هو التبغ القلوي أناباسين ، والذي قلل من حمل الطفيليات بأكثر من 80٪ ؛ أما المركبات الأخرى التي تحمي النحل من الطفيليات فتتضمن قلوانيًا آخر للتبغ ، والنيكوتين ، وثيمول terpenoid ، الموجود في رحيق أشجار الزيزفون ، و catalpol ، وهو جلايكوسيد iridoid موجود في رحيق من turtlehead ، وهو نبات رطب في شرق أمريكا الشمالية.

كنا نتوقع أن النحل قد يتكبد تكاليف عندما تستهلك هذه المركبات. لكننا وجدنا أن أيا من المواد الكيميائية لم يكن لها تأثير على طول عمر النحل. فرض أناباسين ، المركب الذي يتمتع بأقوى منافع ضد الطفيلي ، تكلفة الإنجاب ، مما زاد من عدد الأيام اللازمة لنضوج النحل ووضع البيض. على الرغم من هذا التأخير ، ومع ذلك ، لم تكن هناك اختلافات في الناتج الإنجابي النهائي في تجربتنا.

يوضح هذا البحث بوضوح أن النحل البري يمكن أن يستفيد عندما تستهلك الأيضات الثانوية الموجودة بشكل طبيعي في رحيق الأزهار. ومن المرجح أن يكون التعرض مدى الحياة لهذه المركبات أكبر من ذلك ، لأنها تستهلك أيضا في حبوب اللقاح واليرقات.

في أبحاث أخرى ، اكتشفنا أدلة على أن بعض المركبات التي لها وظيفة مضادة للطفيل يتم البحث عنها بواسطة النحل عندما يكون لديها طفيليات ، ولكن ليس عندما تكون صحية. على الأقل في بعض السياقات - بما في ذلك تجربة حقلية مع النحل البرية المصابة بشكل طبيعي مع كريثيديا موفي - يجعل النحل التعددي خيارات بحث عن الطعام استجابة لحالة الطفيلي ، على غرار الحيوانات الأخرى التي تداوي ذاتيًا.

وصفة لصراع النحل المتعثرين؟

إذن ماذا عن التطبيقات العملية: هل يمكن الاستفادة من هذا البحث للمساعدة في تراجع تعداد النحل؟ نحن لا نعرف حتى الآن. ومع ذلك ، تشير النتائج التي توصلنا إليها بعض الأسئلة المثيرة للاهتمام حول إدارة المناظر الطبيعية ، والبستنة المبيدات البستنة والممارسات الزراعية.

في العمل المستقبلي ، نخطط للتحقيق في ما إذا كان زرع نباتات معينة حول المناحل والمزارع سيؤدي إلى وجود مجموعات نحل أكثر صحة. هل تعتبر النباتات المحلية مصادر مهمة للمركبات الطبية للنحل التي تتشارك معها في تواريخ تطور طويلة؟ هل يمكن إدارة المزارع التي تعتمد على الملقحات البرية من أجل تقديم "خدمة النظام البيئي للتلقيح" بشكل أفضل لدعم صحة النحل؟

ليس من المرجح أن يكون إيصال الرحيق وحبوب اللقاح الثانوية إلى النحل المريضة الأداة الوحيدة اللازمة لتعزيز استدامة هذه الحيوانات الهامة إيكولوجياً واقتصادياً على المدى الطويل. ولكن يبدو أن هذا قد يكون على الأقل جزءًا من الحل. قد تأتي الزراعة دائرة كاملة ، مع الاعتراف بأنه من أجل الاستفادة من خدمة النظام البيئي التي تقدمها الحيوانات البرية ، يجب علينا النظر في متطلبات الموائل الخاصة بهم.

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة.
قراءة المقال الأصلي.

عن المؤلف

ليف ريتشاردسون هو زميل معهد بحوث الزراعة و الزراعة لما بعد الدكتوراه في وزارة الزراعة الأمريكية جامعة فيرمونت. وهو يعمل على تفاعلات متعددة الأنواع تتمحور حول النباتات وملقحاتها ، وخاصة النحل. يدرس كيف تتأثر بؤر النحل البري للتوت البري التجاري بكيمياء النبات وكيف تؤثر تفاعلات النباتات مع الفطريات الميكوريزية على صحة النحل. ومن الاهتمامات البحثية الأخرى استخدام بيانات عينات المتحف لدراسة أنماط التراجع في أنواع نحلة التبلور في أمريكا الشمالية وأوروبا. زيارة موقعه على الانترنت: www.leifrichardson.org/

كتاب شارك في تأليف ليف ريتشاردسون:

{amazonWS: searchindex = Books؛ keywords = 0691152225؛ maxresults = 1}