کندوهای زنبور عسل دارای سیستم ایمنی داخلی و لایه های دفاعی برای محافظت از کلنی هستند

هر کندوی زنبور عسل نمونه ای شگفت انگیز از معماری حشرات است. مطالعه جدیدی که در ژورنال ISME Communications منتشر شده است نشان می دهد که این ساختارها تا چه اندازه از کلنی در برابر شیوع بیماری های کشنده پیچیده و پیشرفته محافظت می کنند.

کنیا فرناندز، میکروبیولوژیست در دانشگاه سیدنی، همراه با همکارانش از دانشگاه و وزارت صنایع اولیه نیو ساوت ولز، استرالیا، می نویسد:

موفقیت حشرات اجتماعی به زندگی گروهی در کلنی های متراکم بستگی دارد، اما چنین شرایطی انتقال عوامل بیماری زا را نیز تسهیل می کند.

او و همکارانش توضیح می‌دهند که کلنی‌ها از امنیت اجتماعی برای کاهش این خطر استفاده می‌کنند. یک سیستم هماهنگ که مجموعه ای از مکانیسم های رفتاری، شیمیایی و ایمنی را ترکیب می کند.

خواص ضد میکروبی عسل، موم زنبور عسل و بره موم، رزین مخصوص تولید شده توسط زنبورها، از دیرباز شناخته شده است. با این حال، تا زمان تحقیقات جدید، دانشمندان به طور کامل نقش آرایش فضایی این مواد در قسمت‌های مختلف کندو را درک نکرده بودند. اکنون مشخص شده است که سازماندهی این ترکیبات در کنار سایر راهکارهای دفاعی، امنیت کلنی را در برابر عوامل بیماری زا مانند قارچ ها و باکتری ها افزایش می دهد.

لایه های دفاعی و مکانیسم ایمنی کندو

نتایج مطالعه نشان می دهد که دفاع ایمنی در لایه های مختلف کلنی سازماندهی شده است. این سازه از ورودی کندو شروع می شود، به شکوه پرورش نوزادان می رسد و در نهایت سیستم گوارش هر زنبور را در بر می گیرد.

کنیا فرناندز نحوه عملکرد این سیستم دفاعی را توضیح می دهد:

هر چه به مرکز کندو نزدیکتر می شویم، مکانیسم های ضد میکروبی هدفمندتر می شوند. گرده های مومی شکل، گرده های ذخیره شده و بدن خود زنبورها به از بین بردن باکتری ها و قارچ های مضر کمک می کند و در عین حال شرایطی را برای رشد گونه های خبرجو فراهم می کند.

برای بررسی این موضوع، فرناندز و گروه تحقیقاتی وی از 24 کلنی زنبور عسل مختلف اروپایی با نام علمی Apis mellifera نمونه برداری کردند. این مستعمرات در پنج زنبورستان مختلف در ایالت نیو ساوت ولز استرالیا قرار داشتند.

در این مطالعه، دانشمندان ترکیب شیمیایی و فعالیت ضد میکروبی عسل، موم زنبور عسل، موم زنبور عسل و گرده را مورد آزمایش قرار دادند. آنها همچنین میکروبیوم قسمت های مختلف کندو از جمله ورودی، گرده ها، اتاق های پرورش و سیستم گوارش زنبورهای جستجوگر را بررسی کردند.

محققان در گزارش خود می نویسند که جوامع میکروبی، فعالیت ضد میکروبی و ترکیبات شیمیایی در قسمت های مختلف کندو دارای الگوهای خاصی هستند. این تفاوت ها طیفی از دفاع ایجاد می کند که از بافت های داخلی بدن زنبورها تا سطوح بیرونی و در معرض محیط کندو گسترش می یابد.

به گفته محققان، این تفاوت ها از نظر عملکردی نیز سازگار هستند. بخش‌هایی که بیشتر در معرض عوامل بیماری‌زای غلیظ هستند، مانند بافت‌های مرتبط با بدن زنبورها، فعالیت هدفمندتری در برابر باکتری‌های بیماری‌زای خاص کندو نشان می‌دهند. در مقابل، موادی که بیشتر در معرض محیط بیرون هستند، مانند بره موم، طیف وسیع تری از فعالیت ضد میکروبی دارند.

دفاع قدرتمند در برابر باکتری ها و اثرات محیطی

بررسی ها نشان داد کهیرها بیشترین قدرت دفاعی را در برابر دو باکتری بیماری زا Paenibacillus larvae و Paenibacillus alvei دارند. این خیلی عجیب نیست، زیرا عفونت با این باکتری ها می تواند منجر به نابودی کامل یک کلنی شود.

نوع گل های محیط اطراف نیز تأثیر بسزایی در ترکیب شیمیایی پدافند کندو دارد. به همین دلیل منابع گیاهی محلی می تواند نقش مهمی در شکل گیری قدرت دفاعی زنبورها داشته باشد.

از طرفی مکانیسم های مقابله با عفونت های قارچی ساختار منظمی دارد و قدرت کمتری دارد. یکی از دلایل احتمالی این امر این است که قارچ های زیادی وجود ندارد که واقعاً برای زنبورها کشنده باشد. بسیاری از قارچ‌ها حتی می‌توانند خبرجو باشند، و برخی از گونه‌های بیماری‌زا تهدید کمی برای کلنی هستند.

نکته جالب دیگر تفاوت در باکتری های مرتبط با هر لایه از کلنی بود. این تفاوت ها علیرغم این واقعیت مشاهده شد که زنبورها احتمالاً هنگام بازدید مکرر از گل ها، میکروب های مختلفی را وارد کندو می کنند. چنین نتیجه ای نشان می دهد که کندو به طور فعال تعیین می کند که کدام میکروب ها در هر بخش مستقر شوند.

به نظر می رسد کلنی های تحت فشار و استرس عملکرد نامنظم تری در سازماندهی این جوامع میکروبی از خود نشان می دهند.

قدرت سیستم ایمنی هر کلنی نیز با توجه به موقعیت جغرافیایی زنبورستان، وضعیت سلامت کندو و میزان مواجهه با آفات متفاوت بود. به عنوان مثال، وجود سوسک های کندوی کوچک می تواند بر این مکانیسم دفاعی تأثیر بگذارد. این یافته ها نشان می دهد که سیستم ایمنی کلنی ها به تغییرات محیطی بسیار حساس است.

الیزابت فراست، یکی از نویسندگان این مطالعه و کارشناس زنبور عسل در دپارتمان صنایع اولیه نیو ساوت ولز، در مورد اهمیت محیط زیست سالم برای بقای زنبورها گفت.

این یافته ها نشان می دهد که سلامت کندوها به اکوسیستم های سالم بستگی دارد و تحت تأثیر شرایط آنها است. تخریب پوشش گیاهی و کشاورزی فشرده ممکن است به تدریج قدرت دفاعی طبیعی زنبورها را تضعیف کند. این امر ضرورت حفاظت از زیستگاه های متنوع و گلدار را نشان می دهد که به سلامت کندوها کمک می کند.

این تحقیق در مجله علمی ISME Communications منتشر شده است.