Імунна система медоносної бджоли виходить за межі окремої особини. Кожен вулик є дивом архітектури комах, і нове дослідження, опубліковане в ISME Communications, показує, наскільки вони складні в захисті колонії від небезпечних спалахів.

"Успіх соціальних комах залежить від щільного проживання колоній, але ці умови також сприяють передачі патогенів," пише мікробіолог Кенія Фернандес та її колеги з Університету Сіднея та Департаменту первинних галузей Нового Південного Уельсу в Австралії.

"Колонії зменшують цей ризик завдяки соціальному імунітету, координованій системі поведінкових, хімічних та імунологічних захистів."

Антимікробні властивості меду, воску та прополісу (особливої смоли, яку виробляють бджоли) відомі. Але до цього часу ми не повністю усвідомлювали, як їх просторове організування у вулику, разом з іншими стратегіями імунного захисту, підвищує безпеку колонії від патогенів, таких як гриби та бактерії.

Нове дослідження виявило, що шари імунного захисту вбудовані в колонію, починаючи з входу у вулик, до комірок для розведення, до кишечника кожної бджоли.

"Коли ми наближаємося до центру вулика, антимікробні захисти стають більш цілеспрямованими, з восковими комірками, зберіганням пилку та тілами бджіл, які допомагають фільтрувати шкідливі бактерії та гриби, заохочуючи корисні види," пояснює Фернандес.

Вона та її команда зібрали зразки з вуликів 24 різних колоній європейської медоносної бджоли (Apis mellifera), які базуються в п'яти різних пасіках у Новому Південному Уельсі, Австралія.

Вчені протестували антимікробні та хімічні складові меду, прополісу, воску та пилку, а також мікробіоми входу у вулик, пилку, комірок для розведення та кишечника бджіл-збирачів.

"Мікробні спільноти, антимікробна активність та хімічний склад варіюються передбачувано по відношенню до відділів вулика, формуючи градієнт від внутрішніх тканин бджіл до зовнішніх поверхонь вулика," пише команда.

"Ці градієнти функціонально узгоджені: відділи, що піддаються концентрованому патогенному тиску, такі як тканини бджіл, демонструють більш цілеспрямовану активність проти бактеріальних патогенів вулика, тоді як матеріали, що піддаються впливу навколишнього середовища, такі як прополіс, демонструють більш широкий, дифузний антимікробний профіль."

Вулики були найбільш сильно укріплені проти бактеріальних патогенів Paenibacillus larvae та Paenibacillus alvei, що має сенс, оскільки інфекція цими бактеріями може повністю знищити колонію.

Види квітів, доступні на місцевості, мали особливий вплив на хімічні захисти, доступні колонії. Захисти від грибкових інфекцій, з іншого боку, були менш структурованими та загалом слабшими. Це може бути пов'язано з тим, що не багато грибів насправді є летальними для бджіл: багато з них є корисними, і навіть деякі патогенні штами досить терпимі.

Бактерії, пов'язані з кожним шаром колонії, були різними, хоча бджоли, ймовірно, постійно приносять мікроби з квітів, що свідчить про те, що вулик активно фільтрує, які мікроби осідають де.

Стресові колонії, здається, були трохи більш неорганізованими в цьому відношенні.

Імунна "сила" кожної колонії варіювалася в залежності від місця розташування пасік, здоров'я вулика та впливу шкідників (наприклад, маленькі вуликові жуки), що свідчить про те, що їхні системи захисту досить чутливі до екологічних відмінностей.

"Це показує, що здорові вулики залежать від і впливають на здорові екосистеми," говорить співавтор Елізабет Фрост, спеціаліст з бджіл Департаменту первинних галузей Нового Південного Уельсу.

"Очищення земель та інтенсивне сільське господарство можуть тихо знищувати природні захисти бджіл. Це створює сильний аргумент для захисту різноманітних квітучих середовищ, які підтримують здорові вулики."

Дослідження було опубліковане в ISME Communications.