کندوهای زنبورعسل دارای سیستم ایمنی داخلی و لایه‌های دفاعی برای محافظت از کلونی هستند

سیستم ایمنی زنبورعسل فقط به بدن هر زنبور محدود نمی‌شود، بلکه کل کلونی را در برابر عوامل بیماری‌زا محافظت می‌کند.

هر کندوی زنبورعسل نمونه‌ای شگفت‌انگیز از معماری حشرات به شمار می‌رود. پژوهش جدیدی که در نشریه ISME Communications منتشر شده، نشان می‌دهد این ساختارها تا چه اندازه در محافظت از کلونی در برابر شیوع بیماری‌های مرگبار پیچیده و پیشرفته عمل می‌کنند.

کنیا فرناندس، میکروب‌شناس دانشگاه سیدنی، به همراه همکارانش از این دانشگاه و وزارت صنایع اولیه ایالت نیو ساوت ولز استرالیا می‌نویسد

موفقیت حشرات اجتماعی به زندگی گروهی در کلونی‌های پرتراکم وابسته است، اما چنین شرایطی انتقال عوامل بیماری‌زا را نیز آسان‌تر می‌کند.

او و همکارانش توضیح می‌دهند که کلونی‌ها برای کاهش این خطر از ایمنی اجتماعی بهره می‌برند؛ سامانه‌ای هماهنگ که مجموعه‌ای از سازوکارهای رفتاری، شیمیایی و ایمنی‌شناختی را در کنار یکدیگر قرار می‌دهد.

خاصیت ضدمیکروبی عسل، موم زنبورعسل و بره‌موم، نوعی رزین ویژه که زنبورها تولید می‌کنند، از مدت‌ها پیش شناخته شده است. با وجود این، تا پیش از پژوهش جدید، دانشمندان درک کاملی از نقش چیدمان فضایی این مواد در بخش‌های مختلف کندو نداشتند. اکنون مشخص شده که سازمان‌دهی این ترکیبات در کنار سایر راهبردهای دفاعی، امنیت کلونی را در برابر عوامل بیماری‌زایی مانند قارچ‌ها و باکتری‌ها افزایش می‌دهد.

لایه‌های دفاعی و سازوکار ایمنی کندو

نتایج مطالعه نشان می‌دهد دفاع ایمنی در لایه‌های مختلف کلونی سازمان‌دهی شده است؛ این ساختار از ورودی کندو آغاز می‌شود، به شان‌های پرورش نوزادان می‌رسد و در نهایت دستگاه گوارش هر زنبور را نیز در بر می‌گیرد.

کنیا فرناندس درباره نحوه عملکرد این سیستم دفاعی توضیح می‌دهد

هرچه به مرکز کندو نزدیک‌تر می‌شویم، سازوکارهای ضدمیکروبی هدفمندتر می‌شوند. شان‌های مومی، گرده‌های ذخیره‌شده و بدن خود زنبورها به حذف باکتری‌ها و قارچ‌های مضر کمک می‌کنند و هم‌زمان شرایط را برای رشد گونه‌های مفید فراهم می‌آورند.

فرناندس و گروه پژوهشی او برای بررسی این موضوع، از ۲۴ کلونی مختلف زنبورعسل اروپایی با نام علمی Apis mellifera نمونه‌برداری کردند. این کلونی‌ها در پنج زنبورستان مختلف در ایالت نیو ساوت ولز استرالیا قرار داشتند.

دانشمندان در این بررسی، ترکیبات شیمیایی و فعالیت ضدمیکروبی عسل، بره‌موم، موم و گرده را آزمایش کردند. همچنین میکروبیوم بخش‌های مختلف کندو، از جمله ورودی، گرده‌ها، شان‌های پرورش نوزادان و دستگاه گوارش زنبورهای جست‌وجوگر را مورد بررسی قرار دادند.

پژوهشگران در گزارش خود می‌نویسند که جوامع میکروبی، فعالیت ضدمیکروبی و ترکیبات شیمیایی در بخش‌های مختلف کندو الگوهای مشخصی دارند. این تفاوت‌ها یک طیف دفاعی ایجاد می‌کند که از بافت‌های داخلی بدن زنبورها تا سطوح بیرونی و در معرض محیط کندو امتداد دارد.

به گفته پژوهشگران، این تفاوت‌ها از نظر عملکردی نیز هماهنگ هستند. بخش‌هایی که بیشتر در معرض عوامل بیماری‌زای متمرکز قرار دارند، مانند بافت‌های مرتبط با بدن زنبورها، فعالیت هدفمندتری علیه باکتری‌های بیماری‌زای مخصوص کندو نشان می‌دهند. در مقابل، موادی که بیشتر در معرض محیط بیرون قرار دارند، مانند بره‌موم، طیف گسترده‌تری از فعالیت ضدمیکروبی دارند.

دفاع قدرتمند در برابر باکتری‌ها و تأثیر محیط زیست

بررسی‌ها نشان داد کندوها بیشترین قدرت دفاعی را در برابر دو باکتری بیماری‌زای Paenibacillus larvae و Paenibacillus alvei دارند. این موضوع چندان عجیب نیست، زیرا آلودگی به این باکتری‌ها می‌تواند به نابودی کامل یک کلونی منجر شود.

نوع گل‌های موجود در محیط اطراف نیز تأثیر قابل‌توجهی بر ترکیبات شیمیایی دفاعی کندو دارد. به همین دلیل، منابع گیاهی محلی می‌توانند در شکل‌گیری توان دفاعی زنبورها نقش مهمی ایفا کنند.

در مقابل، سازوکارهای مقابله با عفونت‌های قارچی ساختار منظم و قدرت کمتری دارند. یکی از دلایل احتمالی این موضوع آن است که تعداد قارچ‌های واقعاً مرگبار برای زنبورها چندان زیاد نیست. بسیاری از قارچ‌ها حتی می‌توانند مفید باشند و برخی گونه‌های بیماری‌زا نیز تهدید چندان شدیدی برای کلونی ایجاد نمی‌کنند.

نکته جالب دیگر، تفاوت باکتری‌های مرتبط با هر لایه از کلونی بود. این تفاوت‌ها با وجود آن مشاهده شدند که زنبورها احتمالاً هنگام بازدید مداوم از گل‌ها، میکروب‌های مختلفی را وارد کندو می‌کنند. چنین نتیجه‌ای نشان می‌دهد کندو به‌طور فعال تعیین می‌کند کدام میکروب‌ها در هر بخش مستقر شوند.

به نظر می‌رسد کلونی‌هایی که تحت فشار و استرس قرار دارند، در سازمان‌دهی این جوامع میکروبی عملکرد نامنظم‌تری از خود نشان می‌دهند.

قدرت سیستم ایمنی هر کلونی نیز با توجه به موقعیت جغرافیایی زنبورستان، وضعیت سلامت کندو و میزان مواجهه با آفات متفاوت بود. برای مثال، حضور سوسک‌های کوچک کندو می‌تواند بر این سازوکار دفاعی تأثیر بگذارد. این یافته‌ها نشان می‌دهند سیستم ایمنی کلونی‌ها نسبت به تغییرات محیطی حساسیت بالایی دارد.

این یافته‌ها نشان می‌دهند سلامت کندوها به اکوسیستم‌های سالم وابسته است و از شرایط آن‌ها تأثیر می‌پذیرد. تخریب پوشش گیاهی و کشاورزی فشرده ممکن است به‌تدریج توان دفاعی طبیعی زنبورها را تضعیف کنند. این موضوع ضرورت حفاظت از زیستگاه‌های متنوع و گل‌دار را که به سلامت کندوها کمک می‌کنند، بیش از پیش نشان می‌دهد.

این پژوهش در نشریه علمی ISME Communications منتشر شده است.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.