Az ázsiai méhatka elleni küzdelem 23.
A méhcsaládok ellenálló képességét támogató stratégiák 2. –
A virágpor a méhek hosszú életének a titka
Rendkívül fontos megérteni a betegségek, a környezetből származó külső stresszorok és a méhcsaládon belüli veszélyek közötti összetett kölcsönhatásokat, amelyek hatással lehetnek a méhek egészségére és túlélésére.
Manapság általánosan elfogadott elmélet, hogy többféle stresszor hatása érvényesül, beleértve a külső, ember által okozott vagy a természetes stresszorokat is. Ezek között említhetjük a növényvédő szereknek való kitettséget, a mezőgazdaságból vagy akár a méhészeti tevékenységekből eredő növényvédőszer-használatot, a virágzó növények sokféleségének csökkenését a mezőgazdasági területeken, a szezonális időjárási változások egyre szélsőségesebbé válását, továbbá az éghajlatváltozást és bármilyen környezeti stresszt. Számtalan kutatás foglalkozik a méhek ellenálló képességében rejlő lehetőségek feltárásával. A méhcsaládok általános túlélését leggyakrabban befolyásoló tényezők az élősködők (Varroa destructor), a kórokozók (Paenibacillus larvae, Melissococcus plutonius), a növényvédő szerek és az alultápláltság együttes hatásai által kiváltott immunszupresszió és a mikrobióta egyensúlyának felbomlása. Mindezek a tényezők együttesen (multifaktoriális hatás) olyan folyamatokat idéznek elő, amelyek a méhcsalád gyengüléséhez és világszerte tapasztalható veszteségekhez vezetnek. A méhészeti kutatókon és a méhészeken a sor, hogy kidolgozzák és a gyakorlatba átültessék a méhek ellenálló képességét és túlélését elősegítő stratégiákat. Ide sorolhatjuk a célzott minőségi takarmányozást és a mikrobióta egyensúlyának fenntartását, illetve az élősködőmentesítést és a rovarirtó szerek méregtelenítését.
Hiszen az alultápláltság jelentős hatással van az egészségére, a kórokozókkal szembeni ellenálló képességre, a bélmikrobiótára, az általános egészségi állapotra és a túlélésre.
Az elmúlt évtizedekben nagy hangsúlyt kapott a mikrobióta szerepének tanulmányozása az emberi egészséggel való összefüggésében, a vizsgálatok alapján pedig számos kóros állapot esetén igazolódott a szerepe. A kutatási eredmények alapján a mikrobiótát a méhek egészségének sarokköveként tekintik, mint ahogy sok más élő szervezet esetében igaz ez. A bélmikrobák segítik az táplálék emésztését, amely hosszú koevolúciós szelekcióval történt alkalmazkodás eredménye. Fontos szerepet játszanak a gazdaszervezet anyagcseréjében, az immunstimulációban, a neuroendokrin szabályozásban, a hosszú élettartamban és az általános egészségben. És ami kiemelkedően fontos, segítenek a peszticidek méregtelenítésében és a kórokozók inváziójával szembeni ellenállásban is.
Ami a korábban említett kombinált stresszorokat illeti, legrosszabb hatásuk a téli időszakban nyilvánul meg. A rossz téli környezeti feltételek és a lehetséges élősködő-gazdaszervezet dinamika mellett a hideg okozta stressz komoly kihívást jelent az élősködő által veszélyeztetett összes méhcsalád számára. A méhekre nehezedő környezeti terhelés miatt a méhészeti technikáknak olyan stratégiákat kell tartalmazniuk, amelyek támogatják a méhek és a méhcsaládok ellenálló képességét.
A felsorolt összes stressztényező következményeinek megértése segíthet a méhek támogatására irányuló stratégiák kidolgozásában, amelyek kulcseleme a jobb takarmányozási megoldások alkalmazása a téli időszakra.
A kutatók összefüggéseket találtak a vírus- és atkatámadásokra adott stresszválasz immunpályái és a hideg telekre adott stresszválasz között.
Az anyagcsere szempontjából kiemelt a glükóz- (cukor-) metabolizmus szerepe. A rovarok glükózt használnak a repülés elindításához. A hosszú távú repüléshez azonban más típusú „üzemanyagokra” van szükségük, mint például aminosavak (prolin) vagy zsírsavak. Fontos megjegyezni, hogy ezek a fontos tápanyagok (azaz aminosavak és zsírsavak) nincsenek jelen (vagy nem ideális összetételben) a kereskedelemben kapható, méhteleltetésre szánt takarmányokban. Ismert tény, hogy a virágpor természetes összetevői között néhány zsírsav gátolja a kórokozó baktériumok megtelepedését a fiasításban. Továbbá a kereskedelemben kapható takarmányok nem tartalmaznak megfelelő zsírsav-kiegészítést, pedig bebizonyosodott, hogy az ómega-3-zsírsavak nélkülözhetetlenek a méhek tanulási és memóriafolyamataihoz.
A környezet tápanyagforrásaival és a méhek teleléshez szükséges tápanyagellátásával kapcsolatos ismeretek gyarapodásával a kutatók megalkották a „precíziós táplálkozás” kifejezést. A tudósok a méhek táplálkozását és nutrigenomikáját tanulmányozzák, és aktívan értékelik azokat a kulcsmolekulákat, amelyek előnyösek lehetnek a méhcsaládok jobb ellenálló képességének eléréséhez.
Miért fontos a méheket virágporral etetni?
Bizonyos aminosavak és lipidek kulcsfontosságúak a méhek normál élettani működéséhez.
Nagyon fontos jól ismernünk a méhek élettani működését és a gyarapodáshoz szükséges speciális tápanyagigényeit ahhoz, hogy megértsük a virágporfogyasztás kiemelkedő fontosságát. Egy dolgozó méhnek életkor szerint változik a méhcsaládban betöltött szerepe, amelyben adódik „kaptáron belüli” és „kaptáron kívüli” feladatkör is.
Körülbelül egyhetes korukban a fiatal méhek táplálják a fiasítást, a fejlődő méheket és a méhanyát. Ezek a dajkák méhpempőként ismert váladékot termelnek hypopharyngealis mirigyeikből (HG) és mandibuláris mirigyeikből (MG). A HG a fejben lévő páros struktúra, amely a méhpempő fő fehérjefrakcióját termeli. A hártyásszárnyúakban (Hymenoptera) általánosan megtalálhatók, de fejlettebbé és termelékenyebbé válnak a társas viselkedésű rovarokban. A HG mirigyek kicsik a frissen kikelt méhekben, és 8-10 napon belül érik el a maximális méretet és funkciót a dolgozóban, amely periódus 3 napra csökkenthető speciális környezeti szituációban vagy kaptárszükségletek esetén. A HG visszafejlődik/elsorvad, amint a méhek átállnak a gyűjtögető tevékenységekre. Ez általában 14 napos kor körül következik be. Stressz alatt felgyorsul, korábban bekövetkezik a tipikus dajkáról gyűjtögetőre való átmenet.
A betelelő méhek számára elengedhetetlen a megfelelő lipidraktár a hasüregben a túléléshez. A hasi lipidek kísérleti csökkentése korai gyűjtögetést idéz elő, ami arra utal, hogy a hasi lipidszövet szerepet játszhat ebben a viselkedési átmenetben. A túl korai gyűjtögetés hátrányos hatással van az egyedre és a méhcsalád egészségére. A HG nagyon érzékeny a kaptárban lévő virágpor jelenlétére. Az oktopamin, a méhek viselkedését szabályozó esszenciális hormon kiválasztódása jelentősen változik a stressz és a virágporellátás függvényében. Ez a hormon döntő szerepet játszik a méhek környezetváltozásra adott anyagcsere-, fiziológiai és viselkedési reakcióinak koordinálásában. Stresszhelyzetben az oktopamin mozgósítja a raktározott tápanyagokat, lehetővé téve a szervezet számára, hogy hozzáférjen a szükséges energiához a környezeti kihívásokra adott válaszként; felgyorsítja a dajkák gyűjtőkméhekké válását; HG-sorvadást okoz, és csökkenti a hasi lipidraktárak mennyiségét.
A nutrigenomika segíthet a tápanyag és az anyagcsere-pályák közötti kölcsönhatás kutatásában, így lehetővé válik annak elemzése, hogy a virágpor összetevői hogyan segíthetik a méhek egészségét. A táplálék-felderítéssel kapcsolatos jelátviteli útvonal összekapcsolja a táplálékfelvételt az állatok növekedésével, anyagcseréjével, szaporodásával és élettartamával, az ehhez köthető géneket a virágpor-ellátottság szabályozza egészséges méhekben. A méheknél ez az út fontos szerepet játszik a munkamegosztás szabályozásában méhcsaládon belül, illetve az öregedésben. Az inzulinszerű peptid 2 (ILP-2) virágportáplálással serkenthető.
Ennek ellenkezője figyelhető meg az ILP-1 esetében, amely magasabb szinten fejeződik ki, amikor szűkös a táplálkozás.
A virágportáplálás fokozza a makromolekulák anyagcseréjét, továbbá aktiválja a szövetek növekedéséhez és fejlődéséhez szükséges útvonalat. Olyan tápanyagokat is tartalmaz, amelyek stimulálják a hosszú élet génjeit, például hormonokat és antioxidánsokat kódoló géneket (vitellogenin vagy szuperoxid-diszmutáz). A Varroa atkák méhek anyagcseréjére és immunfunkciójára gyakorolt káros hatásait azonban nem fordítja vissza a virágportáplálás.
A vitellogenin egy petében előforduló fehérje, amely a méhanya petetermelése során képződik. A vitellogenin antioxidáns hatású, megvédi a méheket az oxidatív stressztől, a hosszú élettartam mutatójának tekintik. A virágpor elősegíti a testzsírképződést, és ezen keresztül a vitellogenintermelést és a hosszú élettartamot; mindezt a hatást antimikrobiális peptidekkel, például defenzinekkel és az apidaecinnel együtt éri el. A Varroa atka csökkenti a vitellogenintermelést, és megváltoztatja a testzsírt és az anyagcserét!
Egy másik elemzett gén, a malvolio gén transzmembrán fehérjét kódol, amely részt vesz a szacharózérzékelésben. Ez a gén aktívabb a gyűjtőméhekben, amelyek az energiaszükségletük nagyobb részét fedezik szacharózból, mint a dajkaméhek, amelyek a kaptárban lévő fiasításról gondoskodnak. A kizárólag cukorral táplált méhek hasüregében magasabb a malvolio (mvl) expressziója. Általában az idős gyűjtőméhek csak szénhidráttal táplálkoznak, a fiatal méhek pedig virágporral és szénhidráttal is táplálkoznak. A csak szénhidráttal táplált fiatal méhek általában hasonló génexpresszióval rendelkeznek, mint a gyűjtők. Ez szegényes táplálkozásnak tekinthető, szemben a megfelelő mennyiségű virágporfogyasztással, amely fontos a fehérjeellátásban és a méhpempőt termelő mirigy (HG) kialakulásának elősegítésében (ábra).
A Varroa-parazitizmus serkenti a malvolio expresszióját és gátolja a rovarimmunitásban szerepet játszó géneket, például a profenoloxidáz-expressziót, ami összhangban van a parazitált méhekben megjelenő immunszuppresszióval.
Ezen túlmenően, ezek a virágporból származó tápanyagok előnyös hatással voltak a hosszú élettartammal kapcsolatos génekre, valamint a kórokozók elleni védekezést szolgáló antimikrobiális peptidek termelésére!
A virágpor önmagában nem elegendő, de úgy tűnik, hogy szükséges feltétele a méhek ellenálló képességének, fejlődésének és túlélésének. A virágok nektárját szintén nélkülözhetetlen energiaforrásnak tekintjük, de a virágpor elengedhetetlen a szervek fejlődéséhez, valamint a neurológiai és hormonális egyensúlyhoz.
A virágpor hiánya a szaporodáshoz létfontosságú mirigyek sorvadását okozza, és csökkenti a testsúlyt, a lipid- és fehérjetest-összetételt, valamint a méhek élettartamát. A méheknek virágporra van szükségük, amint a méhanya elkezd tél végén petézni. Egy tanulmány kimutatta, hogy a fehérje- és lipid-anyagcsereutak elősegítik a méhekben a növényvédő szerek méregtelenítését. A virágpor – amely olyan aminosavak forrása, mint az arginin – szükséges a nitrogén-monoxid szintéziséhez a méhekben.
A nitrogén-monoxid nélkülözhetetlen a veleszületett immunrendszer számára, és aktiválja az antiparazita rendszereket és a szövetek helyreállítását. A nitrogén-monoxid része a hideggel és a vírusokkal szembeni rezisztencia közös jelátviteli útjainak.
A következő részeben az illóolajokat és speciális fitonutriensek szerepét járjuk körül, továbbá ismeretetek egy kutatási eredmények alapján összeállított javaslatot a méhtakarmányoldat összetételére.
Bagóné dr. Vántus Viola
tudományos munkatárs,
PTE ÁOK Biokémiai és Orvosi Kémiai Intézet
