Badania nad zachowaniem pszczół miodnych
Pszczoła miodna – owad zapylający 80 % roślin uprawnych w Europie – to najważniejszy, udomowiony gatunek zapylacza. Niestety, podobnie jak wiele innych gatunków owadów i pszczół, liczebność pszczół miodnych na całym świecie gwałtownie spada. Jako że może to mieć bardzo szkodliwy wpływ na wiele aspektów naszego życia, od bezpieczeństwa żywnościowego po różnorodność biologiczną, musimy jak najlepiej poznać tego owada. Jednym z powodów, dla których pszczoły miodne są tak skutecznymi zapylaczami, jest sposób, w jaki zorganizowane są pszczele rodziny. „Pszczoły miodne żyją w ogromnych koloniach, a każda kolonia ma tylko jedną płodną samicę, która uniemożliwia rozród innym samicom dzięki wydzielaniu feromonu zwanego substancją mateczną”, wyjaśnia Elizabeth Duncan, zoolożka z Uniwersytetu w Leeds. „Oznacza to, że w kolonii żyje 40 000 robotnic, które zbierają pokarm i zajmują się całą rodziną. I to sprawia, że są tak skutecznymi zapylaczami”. Duncan kierowała projektem DRiveR, finansowanym ze środków UE w ramach działania „Maria Skłodowska-Curie”, którego celem było zbadanie, czy dopamina, amin biogenny, działa jako neuroprzekaźnik pomiędzy mózgiem a jajnikami pszczoły miodnej podczas kontaktu z substancją mateczną. „Odpowiedź na to pytanie pozwoliłaby nam określić, czy czynniki środowiskowe, takie jak narażenie na pestycydy, mogą zakłócać takie sygnały, a jeśli tak jest, to czy takie zakłócenia powodują problemy w kolonii, które mogłyby z kolei przyczynić się do spadku liczebności osobników”, dodaje Duncan.
Poszerzanie wiedzy
Zespół projektu szybko odkrył, że związek pomiędzy dopaminą, mózgiem, jajnikami i substancją mateczną jest bardzo złożony. Na przykład w mózgu dopamina przyłącza się do receptorów dopaminowych. Jak wyjaśnia Duncan, takie receptory podlegają ekspresji w jajnikach, na którą wpływa substancja mateczna wydzielana przez matkę pszczelą (królową). „W obecności królowej receptory i geny reagujące na dopaminę wykazują wyższą ekspresję w jajnikach”, tłumaczy Duncan. „Jednak wystarczy tylko usunąć królową, żeby od razu zauważyć zmniejszoną ekspresję receptorów i genów reagujących na dopaminę – nawet zanim uda się zaobserwować jakiekolwiek zmiany w zachowaniu robotnic czy w ich jajnikach”. To odkrycie sugeruje, że sygnalizacja dopaminowa jest jednym z pierwszych procesów, jaki ulega zmianom w jajnikach pszczół miodnych, co z kolei implikuje, że jest to element pierwotnej odpowiedzi na utratę królowej. „Wiedza na temat tego, w jaki sposób na pszczołę, a dokładniej na jej jajniki, wpływa brak substancji matecznej, mówi nam bardzo wiele na temat pierwotnej odpowiedzi zachodzącej w jajnikach”, dodaje Duncan. „Ma to przełomowe znaczenie dla naszego zrozumienia reakcji jajników na substancję mateczną oraz rolę dopaminy w tym procesie”.
Pokonywanie wyzwań
Od samego początku realizacji projektu DRiveR zespół musiał mierzyć się z wieloma niespodziewanymi wyzwaniami. Jednak mimo złej pogody, pandemii koronawirusa oraz problemów technicznych badaczom udało się zebrać nowe informacje na temat tego, w jaki sposób zachowują się pszczoły oraz jak wpływają na to pestycydy. „Przeprowadzenie badań nie byłoby możliwe bez wsparcia mojego niesamowitego zespołu, czyli dwóch naukowców z tytułem doktora i trzech doktorantów, którzy wykonywali różne zadania”, mówi Duncan. „Trudności, z jakimi musieliśmy się zmierzyć jako zespół, wymagały od nas kreatywności, elastyczności oraz nieszablonowego myślenia – są to cenne umiejętności dla każdego badacza i to dzięki nim nasz projekt okazał się sukcesem”. Duncan kontynuuje badania nad dopaminą, starając się odkryć, w jaki sposób ekspresja receptorów dopaminowych jest regulowana w jajnikach pszczół miodnych oraz jak na te procesy wpływają pestycydy.
Słowa kluczowe
DRiveR, pszczoła miodna, owad zapylający, zapylacz, substancja mateczna
