Kan Bloemen plant Help Bees Fight parasieten?

Kan Bloemen plant Help Bees Fight parasieten? Stuntel bijen in de laboratoriumkolonie. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

Zoek naar informatie over 'zelfmedicatie' en u zult waarschijnlijk beschrijvingen vinden van de talloze manieren waarop wij mensen medicijnen gebruiken om problemen op te lossen. In feite lijkt de consumptie van biologisch actieve moleculen - waarvan er veel uit planten komen - ons lichaam en onze geest te veranderen een typisch menselijke eigenschap.

Maar planten zijn ook prominent aanwezig in de voeding van veel dieren. Een groeiende lichaam van het onderzoek suggereert dat sommige dieren medicinale voordelen halen uit de chemie van planten en misschien zelfs deze chemicaliën opzoeken wanneer ze ziek zijn. Chimpansees eten bepaalde bladeren die moeten parasiet-dodende eigenschappen. Zwangere olifanten zijn waargenomen plantaardig materiaal eten van bomen die mensen gebruiken om arbeid te induceren. U hebt misschien zelfs gezien dat uw hond of kat gras eet - wat hen geen voeding geeft - in wat men denkt dat het een poging is misselijkheid zelf te behandelen door overgeven teweeg te brengen.

In mijn onderzoek heb ik gekeken naar hoe hommels worden beïnvloed door dit soort biologisch actieve verbindingen. Met collega's heb ik ontdekt dat bepaalde plantaardige chemicaliën die van nature aanwezig zijn in nectar en stuifmeel kunnen profiteren van bijen die zijn besmet met ziekteverwekkers. Bijen kunnen zelfs hun foerageergedrag veranderen wanneer ze worden geïnfecteerd om de verzameling van deze chemicaliën te maximaliseren. Kunnen natuurlijk voorkomende plantenchemicaliën in bloemen deel uitmaken van een oplossing voor de zorgwekkende dalingen van wilde en beheerde bijen?

Waarom heb Planten maken deze chemische stoffen?

Bovenop de verbindingen planten leveren aan het "primaire" taken van fotosynthese, groei en reproductie uitvoeren, planten synthetiseren ook zogenaamde secundaire metaboliet verbindingen. Deze moleculen hebben vele doeleinden, maar chief onder hen is de verdediging. Deze chemische stoffen maken bladeren en andere weefsels onsmakelijk of giftig voor de herbivoren die anders weg zou chomp.


Haal het laatste uit InnerSelf


Veel studies van co-evolutie centraal op plant-herbivoor interacties gemedieerd door plantenchemie. Een 'wapenwedloop' tussen planten en herbivoren speelt zich af op lange tijdschalen, waarbij de herbivoren zich aanpassen aan tolerantie en zich zelfs specialiseren in giftige planten, terwijl planten nieuwe toxines lijken te hebben ontwikkeld om hun consumenten voor te blijven.

Vlinder geneeskundeVoor monarchlarven is moeraskwikpot zowel keukenkast als medicijnkastje. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

Herbivoren kunnen voordelen, kosten of een combinatie van beide ervaren wanneer ze secundaire metabolieten van planten consumeren. Zo zijn monarchvlinderlarven gespecialiseerde herbivoren van milkweeds, die giftige steroïden cardenoliden bevatten. Terwijl vorsten selectief concentreren cardenoliden in hun eigen lichaam als verdediging tegen roofdieren zoals vogels, kunnen ze ook een vertraagde groeisnelheid en verhoogd risico op mortaliteit als gevolg van blootstelling aan deze toxische verbindingen ondervinden.

Interessant is dat secundaire metabolieten niet alleen in bladeren worden aangetroffen. Ze zijn ook aanwezig in weefsels waarvan de schijnbare functie is om eerder aan te trekken dan te afstoten - inclusief fruit en bloemen. Het is bijvoorbeeld al lang bekend dat nectar van bloemen vaak secundaire metabolieten bevat, waaronder niet-eiwit-aminozuren, alkaloïden, fenolica, glycosiden en terpenoïden. Er is echter nog weinig bekend over hoe en of deze chemicaliën bestuivers zoals bijen beïnvloeden.

Kunnen secundaire metabolieten de interacties van planten met bestuivers beïnvloeden, net zoals ze interacties met plantenetende consumenten van bladweefsel beïnvloeden? Net als bij andere herbivoren, kunnen bijen er ook van profiteren door deze plantaardige stoffen te consumeren? Kan de secundaire metabolietconsumptie helpen bij het omgaan met de parasieten en pathogenen die betrokken zijn bij de afname van wilde en beheerde bijen?

Plantaardige verbindingen verminderen parasieten in bijen

Met collega's in de laboratoria van Rebecca Irwin op Dartmouth College en Lynn Adler aan de Universiteit van Massachusetts, Amherst, ik onderzocht deze vragen in een nieuwe studie. We ontdekten dat een structureel diverse reeks van secundaire metabolietverbindingen in florale nectar de parasitaire belasting in hommels kan verminderen.

In een laboratorium setting, we besmet zijn de gemeenschappelijke oostelijke Bumble Bee (Bombus impatiens) met een protozoaire darmparasiet, Crithidia bombi, waarvan bekend is dat het de levensduur en het voortplantingssucces van hommel vermindert. Daarna voedden we de bijen dagelijks met een controle-sucrose-alleen nectar-dieet of een dieet met een van de acht secundaire metabolietverbindingen die van nature voorkomen in de nectar van planten die worden bezocht door hommels in het wild.

Na een week telden we parasietcellen in bijenbloed. Over het algemeen verminderde een dieet met secundaire metabolieten de belasting van de bijen sterk. De helft van de verbindingen had een statistisch significant effect op zichzelf. De samenstelling met het sterkste effect was de tabak-alkaloïde anabasine, die de parasietbelasting met meer dan 80% verlaagde; andere verbindingen die bijen beschermen tegen parasieten omvatten een andere tabak-alkaloïde, nicotine, de terpenoïde thymol, gevonden in nectar van lindehoutbomen, en catalpol, een iridoid glycoside gevonden in nectar van turtlehead, een waterrijke plant van oostelijk Noord-Amerika.

We verwachtten dat bijen mogelijk ook kosten zouden maken wanneer ze deze stoffen consumeerden. Maar we ontdekten dat geen van de chemicaliën een effect had op de levensduur van de bijen. Anabasine, de verbinding met het sterkste anti-parasitaire voordeel, legde reproductiekosten op, waardoor het aantal dagen dat nodig was voor bijen volwassen werd en eieren gelegd werden. Ondanks deze vertraging waren er echter geen verschillen in uiteindelijke reproductieve output in ons experiment.

Dit onderzoek toont duidelijk aan dat wilde bijen hiervan kunnen profiteren wanneer ze de secundaire metabolieten consumeren die van nature aanwezig zijn in florale nectar. En de levenslange blootstelling van de bijen aan deze verbindingen is waarschijnlijk nog groter, omdat ze deze ook consumeren in pollen en als larve.

In ander onderzoek hebben we bewijs gevonden dat sommige bijen met antiparasietfunctie worden gezocht door bijen wanneer ze parasieten hebben, maar niet wanneer ze gezond zijn. Tenminste in sommige contexten - inclusief een veldexperiment met wilde bijen die van nature besmet zijn met Crithidia bombi - hommels maken foerageeropties in reactie op de parasietstatus, vergelijkbaar met andere dieren die zelfmedicijnen maken.

Een recept voor worstelende bijenpopulaties?

Dus hoe zit het met praktische toepassingen: zou dit onderzoek kunnen worden gebruikt om afnemende bijenpopulaties te helpen? We weten het nog niet. Onze bevindingen suggereren echter enkele interessante vragen over landschapsbeheer, habitat van bestuivershabitat en landbouwpraktijken.

In de toekomst zullen we onderzoeken of het planten van bepaalde planten rond bijenstallen en boerderijen zou leiden tot gezondere bijenpopulaties. Zijn inheemse planten belangrijke bronnen van medicinale verbindingen voor bijen waarmee ze een lange evolutionaire geschiedenis delen? Kunnen boerderijen die afhankelijk zijn van wilde bijenbemesters voor het leveren van de 'ecosysteemdienst' van bestuiving beter worden beheerd om de gezondheid van bijen te ondersteunen?

De levering van secundaire nectar en secundaire stuifmeelmetabolieten aan zieke bijen is waarschijnlijk niet het enige instrument dat nodig is om de duurzaamheid op lange termijn van deze ecologisch en economisch belangrijke dieren te bevorderen. Maar het lijkt erop dat dit op zijn minst een deel van de oplossing zou kunnen zijn. De landbouw kan de cirkel rond zijn en erkent dat om te kunnen profiteren van een ecosysteemdienst die door wilde dieren wordt geleverd, we rekening moeten houden met hun habitatvereisten.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Lees het originele artikel.

Over de auteur

Leif RichardsonLeif Richardson is een USDA National Institute of Food and Agriculture Postdoctoral Research Fellow bij Universiteit van Vermont. Hij werkt aan multispecies-interacties gericht op planten en hun bestuivers, vooral bijen. Hij bestudeert hoe wilde bijenbestrijders van commerciële bosbessen worden aangetast door plantenchemie en hoe interacties van planten met mycorrhiza-schimmels de gezondheid van bijen beïnvloeden. Een andere onderzoeksinteresse is het gebruik van museumspecimengegevens voor het bestuderen van dalingspatronen in Noord-Amerikaanse en Europese hommelensoorten. Bezoek zijn website: www.leifrichardson.org/

Book Co-Authored door Leif Richardson:

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = 0691152225; maxresults = 1}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}