蜜蜂寄生蟲以脂肪器官為食而非血液
世界各地的蜂蜜蜂群受到各種威脅的威脅,包括殺蟲劑,疾病,營養(yǎng)不良和棲息地喪失。最近的研究表明,一種威脅遠遠高于其他威脅:一種寄生螨,Varroa destructor,專門攻擊蜜蜂。幾十年來,研究人員一直認為瓦螨以血液為食,就像許多螨蟲和蜱蟲一樣。但新的馬里蘭大學領導的研究表明,瓦螨對一種稱為脂肪體的蜂蜜蜂器官有著貪婪的胃口,它可以為人體肝臟提供許多相同的重要功能,同時還可以儲存食物并為蜜蜂做貢獻。 '免疫系統(tǒng)。
該研究發(fā)表在2019年1月14日的“美國國家科學院院刊”上,可以改變研究人員對蜜蜂主要威脅的認識,同時指出未來更有效的螨蟲治療方法。“蜜蜂研究人員經(jīng)常提到三種Ps:寄生蟲,殺蟲劑和營養(yǎng)不良。許多研究表明varroa是最大的問題。但當受到varroa的影響時,菌落也更容易受到其他兩種病毒的影響。”UMD校友Samuel Ramsey說。該論文的第一作者,博士'18,昆蟲學)。“現(xiàn)在我們知道脂肪體是varroa的目標,這種聯(lián)系現(xiàn)在更加明顯。失去脂肪的身體組織會削弱蜜蜂對殺蟲劑進行解毒的能力,并剝奪它們重要的食物儲存。脂肪體對蜜蜂的存活至關重要。 “。
除了分解毒素和儲存營養(yǎng)素外,蜂蜜蜂脂肪體還能產(chǎn)生抗氧化劑,有助于控制免疫系統(tǒng)。脂肪器官在變態(tài)過程中也起著重要作用,調(diào)節(jié)關鍵激素的時機和活動。脂肪體還產(chǎn)生蠟,覆蓋蜜蜂的外骨骼部分,保持水分和疾病。
根據(jù)Ramsey的說法,自從第一篇關于該主題的論文發(fā)表于20世紀60年代以來,瓦螨消耗蜂蜜蜂血(更準確地稱為昆蟲中的血淋巴)的假設一直存在。拉姆齊說,由于這篇論文是用俄語寫的,許多研究人員選擇引用引用原始研究的第一篇英文論文。
拉姆齊補充說:“最初的工作僅足以顯示螨蟲消耗的一餐總量。” “引用最近的摘要而不是原始作品可能要容易得多。如果第一篇論文被更廣泛地閱讀,很多人可能會更早地質(zhì)疑這些假設。”
拉姆齊指出了一些觀察結(jié)果,這些觀察結(jié)果使他質(zhì)疑瓦螨是否以不同于血淋巴的方式進食。首先,昆蟲血淋巴的營養(yǎng)成分很低。為了以他們的速度生長和繁殖,瓦螨需要消耗比從一只蜜蜂中獲得的血淋巴更多的血淋巴。
其次,瓦螨的排泄物非常干燥 - 與人們對完全液體血液飲食的期望相反。最后,varroa mites的口器似乎適合用酶消化軟組織,然后消耗所產(chǎn)生的糊狀物。相比之下,喂血螨具有非常不同的口器,特別適用于穿刺膜和吸吮液。
拉姆齊和他的合作者進行的第一個也是最直接的實驗是觀察蜜蜂身體上的瓦螨往往附著在飼料上。如果螨蟲抓到隨機位置,拉姆齊推斷,這表明它們實際上是以血淋巴為食,血淋巴均勻分布在全身。另一方面,如果他們在身體上有一個優(yōu)選的位置,這可以為他們的首選膳食提供重要線索。
“當它們以未成熟的蜜蜂為食時,螨蟲會在任何地方都吃。但在成年蜜蜂中,我們發(fā)現(xiàn)蜜蜂的腹部非常強烈地偏愛,”拉姆齊說。“我們在成年人身上發(fā)現(xiàn)了超過90%的螨蟲。事實上,脂肪的身體組織遍布未成熟的蜜蜂身體。隨著蜜蜂成熟,組織遷移到腹部下方。忽視,但我們需要更多的證據(jù)。“
然后拉姆齊和他的團隊直接對傷口部位進行了成像,其中瓦螨在蜜蜂的腹部啃咬。研究人員利用一種稱為冷凍壓裂的技術,利用液態(tài)氮來凍結(jié)螨蟲及其蜜蜂宿主,從根本上對螨蟲的攝食習慣進行物理“快照”。使用強大的掃描電子顯微鏡觀察傷口部位,Ramsey看到了明確的證據(jù)表明螨蟲以脂肪體組織為食。
拉姆齊說:“這些圖像讓我們對傷口部位以及螨蟲的口器正在做什么有了很好的了解。” “我們可以看到被消化的脂肪體細胞。這些螨蟲正在將蜜蜂變成'蜂蜜蜂蜜湯'。” 一只蜜蜂臉上大小的有機體正在攀爬并進食器官。這是可怕的東西。但我們還不能確認血液是否也被消耗掉。
為了進一步支持他們的案例,Ramsey和他的同事用兩種熒光染料中的一種給蜜蜂喂食:尿素,一種發(fā)黃的水溶性染料,和尼羅紅,一種發(fā)紅的脂溶性染料。如果螨蟲消耗血淋巴,拉姆齊預計在喂食后會在螨蟲的肚子里看到明亮的黃色光芒。另一方面,如果他們以肥胖的身體為食,拉姆齊預測會發(fā)出明顯的紅光。
“當我們看到第一個螨蟲的腸道時,它就像太陽一樣發(fā)出明亮的紅色。這證明了脂肪的身體被消耗了,”拉姆齊說。“我們一直在談論這些螨蟲,就像他們是吸血鬼一樣,但他們不是。他們更像是狼人。我們一直在試圖通過他們獲得賭注,但事實證明我們需要一顆銀彈。”
為了將眾所周知的最終釘子推入螨蟲以血淋巴為食的想法的棺材中,拉姆齊進行了最后一次實驗。首先,他辛苦地完善了在人工飲食方案中飼養(yǎng)瓦螨的能力 - 對于喜歡來自活宿主的食物的寄生蟲來說,這不是一件容易的事。然后,他給他們喂食由血淋巴或脂肪體組織組成的飲食,用兩種混合物進行測量。
結(jié)果是驚人的:螨蟲喂食純血淋巴的飲食饑餓,而那些喂養(yǎng)脂肪的身體組織蓬勃發(fā)展,甚至產(chǎn)卵。
“這些結(jié)果有可能徹底改變我們對螨蟲對蜜蜂造成損害的理解,”UMD昆蟲學教授,該研究的共同作者丹尼斯·范恩格斯多普說,他也是拉姆齊的顧問。“肥胖的身體為蜜蜂提供了許多重要的功能?,F(xiàn)在看看對我們已經(jīng)知道varroa對蜂蜜蜂群的損害如何對個體蜜蜂造成的傷害更有意義了。重要的是,它也開放了為更有效的治療和有針對性的控制螨蟲的方法提供了許多新的機會。“
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