Отсутствие материнской заботы влияет на развитие, микробиом и здоровье диких пчел


Фото из открытых источников
Большинство диких пчел ведут одиночный образ жизни, но один крошечный вид пчел-плотников скрупулезно заботится о своем потомстве и выращивает его, что приводит к огромной пользе для микробиома развивающейся пчелы, ее развития и здоровья, обнаружили исследователи Йоркского университета. Результаты нового исследования, проведенного под руководством Кэтрин Чау из Йоркского университета, были опубликованы в журнале Communications Biology.
 
В отличие от положительного влияния человеческих матерей на свое потомство, материнская забота этих пчел-плотников (Ceratina Calcarata) предотвращает переизбыток вредных грибов, бактерий, вирусов и паразитов на самых ранних стадиях развития.
 
Без материнской заботы патогенная нагрузка этих развивающихся пчел резко возросла – 85 процентов из них были грибами, а 8 процентов – бактериями – что может повлиять на их микробиом, важнейший компонент здоровья пчел, а также на их развитие, иммунную систему и экспрессию генов. Это может привести, например, к изменениям в развитии мозга и глаз и даже в поведении. Самым большим обнаруженным грибом был Aspergillus, который, как известно, вызывает у медоносных пчел камнеплодную болезнь, которая мумифицирует потомство. На более поздних стадиях отсутствие ухода может привести к уменьшению микробиома, повышению восприимчивости к заболеваниям и ухудшению общего состояния здоровья.
 
Исследователи рассмотрели четыре общие стадии развития в жизни этих пчел-плотников, начиная со стадии личинки, как при наличии, так и при отсутствии материнской заботы.
 
«Эти грибковые инфекции влияют на фитнес. Мы документируем сдвиги в развитии, изменения в заболеваемости, и это очень важно, потому что о заболеваемости диких пчел известно гораздо меньше. Мы впервые подчеркиваем все эти факторы», — говорит старший автор Сандра Рехан, профессор факультета естественных наук Йорка.
 
Изменения в развитии, вызванные тем, что гены экспрессировались или подавлялись, активировались или подавлялись, а также нагрузка на болезни, в зависимости от наличия или отсутствия материнской заботы, оказывали косвенное воздействие на микробиом и здоровье пчел. Эти матери-одиночки строят одно гнездо в год в сердцевине мертвых стеблей растений, где они рожают и ухаживают за своим потомством с весны до самой осени. Все, что мешает матери заботиться о своих детенышах, увеличивает риск хищничества и паразитизма в гнездах, включая чрезмерную обрезку весенних и осенних стеблей, и может иметь огромные последствия для их потомства.
 
«Мы обнаружили действительно поразительные изменения на самых ранних стадиях, что было удивительно, поскольку мы не ожидали, что на этом этапе произойдут наиболее значительные изменения», — говорит Чау. «Глядя на экспрессию генов этих пчел, можно увидеть, как малейшее нарушение регуляции на ранних этапах развития распространяется на все их формирование. Все это взаимосвязано и показывает, насколько важна материнская забота для развития детей раннего возраста».
 
Это исследование дает метатранскриптомную информацию о влиянии материнской заботы на развитие потомства и основополагающую основу для отслеживания развития микробиома. «Это сложная статья, в которой представлены уровни данных и показана мощь геномики как инструмента», — говорит Рехан. «Это позволяет нам документировать взаимодействие между хостом и средой. Я думаю, в этом сила этого подхода и новых технологий и методов, которые мы разрабатываем».
 
Она также надеется, что это даст людям больше понимания скрытой жизни пчел и их огромных различий, а также сходств. «Часто люди видят пчел как монолит, но когда вы понимаете сложность пчел и то, что существуют дикие пчелы и управляемые пчелы, люди с большей вероятностью будут заботиться о разнообразии пчел», — говорит Рехан.