Вирус заставил пчел распространять его в чужих колониях

Американские ученые выяснили, что заражение пчел израильским вирусом острого паралича изменяет их социальные взаимодействия таким образом, что инфицированные пчелы становятся менее популярными в собственной колонии, зато более популярными в чужой. Как предполагают авторы статьи в Proceedings of the National Academy of Sciences, это может быть следствием эволюционной стратегии вируса по распространению между колониями.

Паразиты нередко изменяют поведение своих хозяев с пользой для себя. Например, паразитические черви делают муравьев менее агрессивными, что приводит к захвату муравейника чужаками и способствует распространению паразитов. Ученые выяснили, что нечто подобное случается и с пчелами, инфицированными израильским вирусом острого паралича (IAPV — Israeli acute paralysis virus). Этот вирус, который уже привел к гибели множества пчел в пчелиных хозяйствах Израиля и США, обычно попадает в колонии вместе с клещом варроа, однако может передаваться и при контакте между пчелами. Исследователи предположили, что зараженные пчелы легче проникают в соседние колонии и, таким образом, способствуют распространению вируса.

Ученые из государственного университета штата Айова и университета Иллинойса в Урбане заразили пчел вирусом IAPV и сравнили их поведение с поведением обычных пчел и пчел, которым сделали инъекцию двуцепочечной РНК, чтобы запустить неспецифический антивирусный ответ в организме.

Исследователи установили систему автоматического наблюдения за тремя пчелиными колониями и наблюдали в течение пяти дней за социальными взаимодействиями искусственно зараженных вирусом пчел. Оказалось, что больные пчелы реже участвуют во взаимном кормлении (трофоллаксисе) с другими членами колонии, несмотря на то, что двигаются больше.

Внутри колонии пчелы активно взаимодействуют при помощи антенн (усиков) и распознают химические метки на поверхности кутикулы других пчел. Набор химических веществ уникален для каждой колонии, а кроме того, зависит от возраста и социального статуса насекомого. Таким образом, например, пчелы-охранники, которые дежурят у входа в улей, распознают приблудных пчел, и стараются не пустить их внутрь.

В экспериментальных ульях окружающие пчелы не игнорировали больных пчел совсем, но отказывались вступать в более близкий контакт после инспектирования. Вероятно, этому способствовало изменение химического состава кутикулы инфицированных насекомых. Хроматографический анализ действительно показал значительное изменение в профиле химических веществ кутикулы после заражения. Например, их характеризовало пониженное количество октакозана, которое ассоциировано с пониженной агрессией по отношению к таким пчелам.

В лабораторном эксперименте ученые показали, что пчелы, зараженные IAPV, но не контрольные, вызывают меньше агрессии у посторонних пчел, таким образом, у них было бы больше шансов проникнуть в чужую колонию. Полевой эксперимент, в котором зараженных пчел выпускали у входа в чужой улей, действительно показал, что охранники в два раза чаще пускают их внутрь, чем, например, пчел с неспецифически стимулированным иммунитетом (30 процентов против 15). Кроме того, после входа чужаки чаще занимались трофоллаксисом с новыми соседями, что, вероятно, тоже способствовало распространению вируса.

Несмотря на надежную «навигационную систему», в природе пчелы иногда ошибаются и возвращаются не в свою колонию, а в чужую. Предполагается, что больные пчелы теряются чаще, и таким образом могут способствовать распространению патогена. В природе пчелиные колонии располагаются с низкой плотностью, но в пчеловодстве ульи располагаются очень плотно, что многократно увеличивает скорость распространения инфекции. Так, в 2015 году в США по непонятной причине было уничтожено 42 процента всех пчел.

Дарья Спасская