דבורי דבורה במושבת המעבדה. לייף ריצ'רדסון, CC BY-NC-ND

חפש מידע על 'תרופות עצמיות', וסביר להניח שתמצא תיאורים של שלל הדרכים שבהן אנו, בני האדם, משתמשים בסמים כדי לפתור בעיות. למעשה, צריכת מולקולות פעילות ביולוגית - שרבות מהן מגיעות מצמחים - כדי לשנות את גופנו ומוחנו נראית תכונה אנושית מהותית.

אבל צמחים מופיעים באופן בולט גם בתזונה של בעלי חיים רבים. גודל גוף המחקר מרמז כי בעלי חיים מסוימים עשויים להפיק תועלת רפואית מכימיה של צמחים, ואולי אפילו לחפש כימיקלים אלה כאשר הם חולים. שימפנזים אוכלים עלים מסוימים שיש לי תכונות להרוג טפילים. נצפו פילים בהריון אכילת חומר צמחי מעצים שבני אדם משתמשים בהם כדי לגרום לעבודה. יתכן שאפילו ראיתם את כלב המחמד או החתול שלכם אוכלים דשא - מה שאינו מספק להם תזונה - במה שמאמינים שהוא מאמץ לטפל בבחילה עצמית על ידי הפעלת הקאות.

במחקר שלי בדקתי כיצד דבורי דבורה מושפעים מסוג זה של תרכובות פעילות ביולוגית. עם עמיתים גיליתי כי כימיקלים צמחיים מסוימים הקיימים באופן טבעי בצוף ובאבקה יכולים להועיל לדבורים הנגועות בפתוגנים. דבורים עשויות אפילו לשנות את התנהגות הזיוף שלהן כשהן נגועות כדי למקסם את האיסוף של כימיקלים אלה. האם כימיקלים צמחיים המופיעים באופן טבעי בפרחים יכולים להיות חלק מפתרון לירידות המדאיגות של דבורים פראיות ומנוהלות?

מדוע צמחים מייצרים כימיקלים אלה?

על גבי התרכובות שמרכיבים צמחים לביצוע המשימות ה'ראשוניות 'של פוטוסינתזה, צמיחה ורבייה, צמחים מסנתזים גם מה שמכונה תרכובות מטבוליטים משניות. למולקולות אלה יש מטרות רבות, אך העיקרית ביניהן היא הגנה. כימיקלים אלה הופכים את העלים והרקמות האחרות לבלתי טעימים או רעילים לאוכלי העשב שאחרת היו מועדים.

רב מחקרים על התפתחות משותפת מרכז על אינטראקציות בין צמחים אוכלי עשב המתווכים על ידי כימיה של צמחים. 'מרוץ חימוש' בין צמחים אוכלי עשב התרחש לאורך זמן רב, כאשר אוכלי העשב הסתגלו לסבול ואף להתמחות בצמחים רעילים, בעוד שנראה כי צמחים התפתחו רעלים חדשים כדי להישאר לפני צרכניהם.

עבור זחלי מלוכה, חלב ביצה הוא גם ארון מטבח וגם ארון תרופות. לייף ריצ'רדסון, CC BY-NC-ND

עשבי תיבול עשויים לחוות יתרונות, עלויות או שילוב של שניהם כאשר הם צורכים מטבוליטים משניים מהצומח. לדוגמא, זחלי פרפרי המלך הם אוכלי עשב מיוחדים של עשבי חלב, המכילים סטרואידים רעילים הנקראים קרדנולידים. ואילו מלכים להתרכז באופן סלקטיבי קרדנולידים בגופם כהגנה מפני טורפים כגון ציפורים, הם עלולים לסבול מקצב גדילה מואט ומסיכון מוגבר לתמותה כתוצאה מחשיפה לתרכובות רעילות אלה.

מעניין לציין כי מטבוליטים משניים אינם נמצאים רק בעלים. הם נמצאים גם ברקמות שתפקידן לכאורה הוא למשוך ולא להדוף - כולל פירות ופרחים. לדוגמא, זה זמן רב ידוע כי צוף פרחים מכיל בדרך כלל מטבוליטים משניים, כולל חומצות אמינו שאינן חלבון, אלקלואידים, פנולים, גליקוזידים וטרפנואידים. אולם מעטים ידועים כיצד וכימיקלים אלה משפיעים על מאביקים כמו דבורים.

האם מטבוליטים משניים עלולים להשפיע על האינטראקציות של הצמחים עם המאביקים, בדיוק כפי שהם משפיעים על האינטראקציות עם צרכנים אוכלי עשב של רקמת עלים? בדומה לאוכלי עשב אחרים, האם גם דבורים יכולות להרוויח מצריכת תרכובות צמחיות אלה? האם צריכת מטבוליטים משנית יכולה לעזור לדבורים להתמודד עם הטפילים והפתוגנים המעורבים בירידות של דבורים פראיות ומנוהלות?

תרכובות צמחים מקטינות טפילים בדבורים

עם עמיתים במעבדות של רבקה אירווין במכללת דרטמות 'וב לין אדלר באוניברסיטת מסצ'וסטס, אמהרסט, חקרתי את השאלות הללו בא מחקר חדש. מצאנו שמערך מגוון מבני של תרכובות מטבוליט משניות צמחיות המצוי בצוף פרחוני יכול להפחית את עומס הטפיל בדבורי דבורים.

בסביבת מעבדה, הדבקנו את הדבורה המזרחית הנפוצה (בומבוס אימפטיינס) עם טפיל מעיים פרוטוזואי, Crithidia bombi, אשר ידוע כמפחית את אריכות החיים של דבורי הדבורים והצלחת הרבייה. לאחר מכן האכלנו את הדבורים מדי יום בתזונת צוף לבקרת סוכרוז בלבד או באחת משמונה תרכובות מטבוליטים משניות המופיעות באופן טבעי בצוף הצמחים שאליהם מגיעים דבורי דבורים בטבע.

לאחר שבוע ספרנו תאי טפיל במעי הדבורים. בסך הכל, תזונה המכילה מטבוליטים משניים הפחיתה מאוד את עומס מחלת הדבורה. למחצית התרכובות הייתה השפעה מובהקת סטטיסטית בפני עצמה. התרכובת עם ההשפעה החזקה ביותר הייתה טבק אלקלואיד אנאבזין, שהפחית את עומס הטפיל ביותר מ- 80%; תרכובות אחרות שהגנו על דבורים מפני טפילים כללו אלקלואיד טבק אחר, ניקוטין, תימול הטרפנואיד, שנמצא בצוף של עצי בס, וקטפול, גליקוזיד אירידואיד שנמצא בצוף צב, צמח ביצות במזרח צפון אמריקה.

ציפינו שדבורים עשויות גם להוציא עלויות כאשר הם צורכים תרכובות אלה. אך מצאנו כי לאף אחד מהכימיקלים לא הייתה השפעה על אורך החיים של הדבורים. Anabasine, התרכובת עם התועלת החזקה ביותר נגד טפילים, הטילה עלות רבייה, והגדילה את מספר הימים הדרושים להבשלה של הדבורים ולהטלת ביציות. עם זאת, למרות עיכוב זה לא היו הבדלים בתפוקת הרבייה האולטימטיבית בניסוי שלנו.

מחקר זה מראה בבירור כי דבורי בר יכולות להפיק תועלת כאשר הן צורכות את המטבוליטים המשניים הקיימים באופן טבעי בצוף פרחוני. וחשיפת החיים של הדבורים לתרכובות אלה עשויה להיות גדולה עוד יותר מכיוון שהם צורכים אותם גם באבקה וכזחל.

במחקרים אחרים גילינו עדויות לכך שחלק מהתרכובות בעלות פונקציה נגד טפילים מבוקשות על ידי דבורים כאשר יש להן טפילים, אך לא כשהן בריאות. לפחות בהקשרים מסוימים - כולל ניסוי שטח עם דבורי בר הנגועות באופן טבעי Crithidia bombi - דבורי דבורים בוחרות בחיפוש אחר מזון בתגובה למצב הטפיל, בדומה לבעלי חיים אחרים שמרפאים עצמית.

מרשם לאוכלוסיות דבורים נאבקות?

אז מה לגבי יישומים מעשיים: האם ניתן למנף מחקר זה בכדי לסייע בירידות באוכלוסיות הדבורים? אנחנו עדיין לא יודעים. עם זאת, הממצאים שלנו מציעים כמה שאלות מעניינות בנוגע לניהול נוף, גינון בתי גידול מאביקים ושיטות חקלאיות.

בעבודה עתידית אנו מתכננים לבדוק האם נטיעת צמחים מסוימים סביב כוורות וחוות תביא לאוכלוסיות דבורים בריאות יותר. האם צמחים מקומיים הם מקורות חשובים לתרכובות מרפא לדבורים איתן הם חולקים היסטוריות אבולוציוניות ארוכות? האם חוות שמסתמכות במאבקות דבורי הבר לצורך אספקת 'שירות המערכת האקולוגית' של האבקה יכולות להיות מנוהל טוב יותר כדי לתמוך בבריאות הדבורים?

מסירת מטבוליטים משניים של צוף ואבקנה לדבורים חולות היא ככל הנראה לא הכלי היחיד הדרוש לקידום קיימות ארוכת טווח של בעלי החיים החשובים מבחינה אקולוגית וכלכלית אלה. אך נראה שזה יכול להיות לפחות חלק מהפתרון. החקלאות עשויה להסתובב במעגל, ולהודות בכך שכדי להפיק תועלת משירות מערכות אקולוגיות שמספקות חיות בר, עלינו לשקול את דרישות בית הגידול שלהן.

מאמר זה פורסם במקור ב שיחה.
קרא את מאמר מקורי.

על המחבר

לייף ריצ'רדסון הוא המכון הלאומי למדעי מזון וחקלאות ב- USDA ב- אוניברסיטת ורמונט. הוא עובד על אינטראקציות רב-מיניות שבמרכזן צמחים ומאביקים שלהם, במיוחד דבורים. הוא בוחן את השפעתם של מאבני הדבורים הפראיות של אוכמניות מסחריות מכימיה של צמחים וכיצד אינטראקציות הצמחים עם פטריות המיקוריזה משפיעות על בריאות הדבורים. עניין מחקרי נוסף הוא שימוש בנתוני דגימות מוזיאונים כדי לחקור דפוסי ירידה במיני הדבורים בצפון אמריקה ובאירופה. בקר באתר האינטרנט שלו: www.leifrichardson.org/

ספר שכתב יחד עם לייף ריצ'רדסון:

{amazonWS: searchindex = ספרים; מילות מפתח = 0691152225; maxresults = 1}