W ostatnich dziesięcioleciach na całym świecie odnotowano znaczny spadek liczby pszczół miodnych. Termin „zespół masowego ginięcia pszczoły miodnej” (colony collapse disorder, CCD) został ukuty w Stanach Zjednoczonych w celu opisania niewyjaśnionych, przebiegających na dużą skalę strat kolonii pszczół miodnych. Tendencja spadkowa w liczbie pszczół miodnych i CCD nie została jeszcze przypisana żadnej pojedynczej przyczynie, ale wykazano, że do tych zjawisk przyczynia się wiele czynników [1]. Pszczoły miodne borykają się z licznymi presjami ze strony chorób i szkodników, przy czym wykazano, że wczesne wykrywanie i leczenie chorób oraz zwalczanie szkodników znacznie poprawia przeżycie kolonii pszczół miodnych [2].
Istnieje wiele zaburzeń pochodzących od wirusów, infekcji grzybiczych, mikrosporydiów, pasożytniczych roztoczy i chrząszczy, które wpływają na kolonie pszczół miodnych i przyczyniają się do ich wymierania. Jednak najbardziej znaczące są zgnilec amerykański, zgnilec europejski i dręcz pszczeli.
W Wielkiej Brytanii istnieją dwie choroby podlegające ustawowemu obowiązkowi zgłoszenia, które powodują znaczne straty w koloniach pszczół miodnych. Zgnilec amerykański (AFB) (Paenibacillus larvae), zarodnik w kształcie laseczki tworzący bakterie Gram-dodatnie, zaraża larwy, gdy są karmione pokarmem dla czerwia zawierającym zarodniki. Zakażenie zabija larwy na etapie rozwojowym przedpoczwarki, a objawy to tłuste, zapadnięte, ciemne i podziurkowane woskowe osłonki oraz nitka śluzowa, która powstaje po zamieszaniu zawartości komórki małym patyczkiem i pociągnięciu.
Zgnilec europejski (EFB) (Melissococcus plutonius), to bakteria Gram-ujemna w kształcie lancy. Larwy zarażają się podczas karmienia czerwiu pokarmem zawierającym bakterie. Bakterie namnażają się w jelitach larw i konkurują z larwami o pożywienie. Zakażenie nie zawsze zabija zainfekowane larwy, jeśli jest wystarczająca ilość pokarmu, aby wyżywić konkurentów, co powoduje, że choroba ma fazy subkliniczne, w których kolonia jest zarażona, ale nie wykazuje objawów. Objawy to stopione, odbarwione larwy, które leżą w komórkach w nienaturalnych pozycjach.
Obcy pasożytniczy roztocz Varroa destructor (dręcz pszczeli) jest obecnie gatunkiem endemicznym w Wielkiej Brytanii i atakuje kolonie pszczół miodnych, przy czym roztocza rozmnażają się w komórkach plastra i żywią się poczwarkami pszczół miodnych, osłabiając poczwarki oraz całą kolonię. Pasożytujące roztocza infekują również poczwarki wirusami, takimi jak wirus zdeformowanych skrzydeł (deformed wing virus, DWV), który dodatkowo osłabia kolonię.
W niektórych krajach zgnilec europejski jest chorobą podlegającą obowiązkowi zgłoszenia, wymagającą odkażania pasiek bez stosowania antybiotyków. Obejmuje to proces spalenia każdej zarażonej i osłabionej kolonii, a także potencjalnie zniszczenie skażonego sprzętu. Rozpoznanie chorób na wczesnym etapie może wyeliminować konieczność tak drastycznych działań i stosowania antybiotyków.
W medycynie ludzkiej analiza lotnych związków organicznych (LZO) jest wykorzystywana do wczesnego wykrywania chorób, takich jak choroba Parkinsona i rak [3,4]. We współpracy z naukowcami z firmy LECO na Keele University w Anglii uczeni wykorzystują podobne narzędzia badawcze przy wykrywaniu biomarkerów do wcześniejszego wykrywania chorób w koloniach pszczół miodnych i opracowują nowe czujniki, aby umożliwić bardziej skuteczne metody leczenia i kontroli, spowalniające dalsze rozprzestrzenianie się chorób. Projekt badawczy ma na celu przebadanie LZO u zdrowych i zainfekowanych kolonii pszczół miodnych w terenie za pomocą pułapek MonoTrap™ i Pye przy użyciu rurek tenax. Próbki będą pobierane przez kilka sezonów w celu monitorowania zmian naturalnej zmienności w lotnych profilach zdrowych i chorych kolonii. Zaplanowano przeprowadzenie laboratoryjnego pobrania próbek LZO chorób, szkodników, pszczół, sprzętu i produktów ulowych w celu skompilowania biblioteki LZO pszczół miodnych z lotnymi profilami charakteryzowanymi przez GC-TOFMS w połączeniu z instrumentami i analizatorem PEGASUS® BT firmy LECO. Do danych zostanie zastosowana wielowariantowa analiza statystyczna, której ostatecznym celem jest identyfikacja biomarkerów chorób i szkodników oraz opracowanie terenowego narzędzia diagnostycznego do wczesnego wykrywania chorób i szkodników pszczół miodnych.
[1] vanEngelsdorp, D. et al. (2009). Colony Collapse Disorder: A Descriptive Study. Plos ONE. 4(8).
[2] Pernal, S.F. et al. (2008). Evaluation of the Shaking Technique for the Economic Management of American Foulbrood Disease of Honey Bees (Hymenoptera: Apidae). Journal of Economic Entomology. 101(4):1095-104.
[3] Trivedi, D. K. et al. (2019). Discovery of Volatile Biomarkers of Parkinson’s Disease from Sebum. ACS Cent Sci. 5(4):599‐606.
[4] Arasaradnam, R. P. et al (2014). Detection of colorectal cancer (CRC) by urinary volatile organic compound analysis. PLoS One. Sep 30;9(9)
- Światowy Dzień Pszczoły: https://www.worldbeeday.org/en/
- Światowy Dzień Pszczoły ONZ: https://www.un.org/en/observances/bee-day
- Brytyjskie Stowarzyszenie Pszczelarzy: https://www.bbka.org.uk/
- Keele University: https://www.keele.ac.uk/
