Полный текст статьи на английском языке в pdf
Аннотация
Сокращение численности медоносных пчел представляет собой серьезную угрозу для глобальной сельскохозяйственной безопасности и продуктивности. Несмотря на то, что сокращению численности медоносных пчел способствуют многочисленные факторы, одной из основных движущих сил являются паразиты. В последние годы проблемы болезней медоносных пчел обострились, несмотря на растущее внимание к их решению. Мы считаем, что для понимания динамики развития болезней, оценки серьезности угроз, связанных с ними, и борьбы с ними в рамках управления медоносными пчелами необходимо ориентироваться на принципы экологии и эволюции болезней. Мы рассмотрим экологический контекст болезней медоносных пчел, включая факторы хозяина и паразита, определяющие текущую динамику передачи инфекции, а затем обсудим эволюционную динамику, в том числе то, как практика управления пчеловодством может способствовать отбору более вирулентных паразитов. Далее мы описываем, как экологические и эволюционные принципы могут лежать в основе борьбы с болезнями медоносных пчел, включая несколько практических предложений по управлению для решения проблем краткосрочной и долгосрочной динамики и последствий болезней.
Перспективы
Дальнейшие исследования экологии и эволюции болезней медоносной пчелы крайне важны для пчеловодства и сельского хозяйства, зависящего от опылителей, однако эти работы могут внести вклад в наше понимание экологии и эволюции болезней на фундаментальном уровне, учитывая некоторые особенности естественной истории медоносной пчелы. Например, медоносные пчёлы являются эусоциальными с иерархической структурой популяции, образуя, таким образом, систему, отличную от несоциальных организмов, на которую эволюционное и экологическое давление может действовать по-разному. Во-вторых, колонии медоносных пчёл встречаются с различной плотностью, как в стационарных, так и в мигрирующих популяциях, что представляет собой привлекательную модельную систему для изучения роли пространственного структурирования в эволюции вирулентности. Изучение болезней медоносных пчел сопряжено с логистическими трудностями в плане разработки и проведения экспериментов. Ключевым вопросом является репликация, а для большинства прикладных исследований болезней единицей независимой выборки является пасека, а не колония, поскольку эффекты на уровне пасеки хорошо описаны в пчеловодной литературе. Управление пасеками, разделенными в пространстве, в количестве, достаточном для адекватного размера выборки, является дорогостоящим и представляет собой сложную логистическую задачу. Из-за этих проблем большинство предыдущих работ в этой области, к сожалению, не были воспроизведены на уровне пасек. Во-вторых, в большинстве стран с умеренным климатом медоносные пчелы имеют четко выраженный годовой цикл, который вносит изменения в основные параметры колонии, такие как размер взрослой популяции, производство расплода и кормовая база. Исследования, направленные на изучение экологии и эволюции болезней, должны проводиться в рамках этого годового цикла: если экспериментальные манипуляции не дали результата один раз, их нельзя повторять до следующего года. В-третьих, колонии медоносных пчёл даже в близкородственных колониях одной пасеки отличаются друг от друга по размерам, расплоду, количеству спариваний маток и темпераменту. Многие из этих параметров имеют непосредственное отношение к реакции на угрозу заболевания.
Например, исследования можно начинать с воспроизведения колоний с нуклеусными колониями с одинаковой конструкцией корпуса улья и эквивалентным количеством рабочих и новых маток, которые генетически связаны между собой. В-четвертых, при изучении болезней колонии должны быть инокулированы тщательно измеренными, идентичными инфекционными дозами. Учитывая необходимость проведения таких исследований, мы предлагаем финансирующим организациям признать эти уникальные и сложные требования к дизайну и рассмотреть возможность увеличения лимитов финансирования заявок на исследования болезней медоносных пчел.
Заключение
Паразиты представляют наибольшую угрозу для наиболее экономически важного опылителя в мире. Мы должны стремиться к тому, чтобы методы управления здоровьем были основаны на фундаментальных принципах эволюции и экологии. Разработка новых систем управления, учитывающих экологические и эволюционные процессы и ограничения, потребует глобальных междисциплинарных усилий, объединяющих ученых многих областей с пчеловодами и фермерами. Такие усилия должны учитывать сложные особенности исследований медоносных пчел, но при этом они будут способствовать фундаментальному пониманию процессов заболевания на уровне систем, что принесет пользу всем. Такие системы управления должны учитывать и другие стрессоры, в частности пестициды и другие агрохимикаты, которые, как известно, негативно влияют на медоносных и диких пчел. Полный учет эволюционного и экологического контекста болезней является основополагающим шагом на пути к поддержанию продуктивности и безопасности сельского хозяйства, от которых зависит рост численности населения.