실험실 식민지에서 꿀벌을 범블. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

'자기 치료'에 대한 정보를 검색하면 인간이 마약을 사용하여 문제를 해결하는 무수한 방법에 대한 설명을 찾을 수 있습니다. 실제로 식물에서 비롯된 생물학적 활성 분자의 소비가 우리의 육체와 정신을 변화시키는 것은 본질적으로 인간의 특성으로 보입니다.

그러나 식물은 많은 동물의식이 요법에서도 두드러지게 특징적입니다. 성장하는 연구의 몸 어떤 동물들은 식물 화학으로부터 의약 이득을 도출하고 심지어 병이 났을 때 이들 화학 물질을 찾아 낼 수도 있다고 제안했다. 특정 나뭇잎을 먹는 침팬지 이 그 기생충 살생 속성. 임신 코끼리 관찰되었다 식물 재료를 먹는 것 인간이 노동을 유도하기 위해 사용하는 나무에서. 구토를 유발하여 메스꺼움을 치료하기위한 노력으로 생각되는 애완 동물의 개나 고양이가 풀을 먹는 것을 보았을 수도 있습니다.

나의 연구에서, 나는 범블 꿀벌이 이런 종류의 생물학적 활성 화합물에 의해 어떻게 영향을 받는지 보았다. 동료들과 함께 꿀과 꽃가루에 자연적으로 존재하는 특정 식물 화학 물질이 병원체에 감염된 꿀벌에게 이익이 될 수 있음을 발견했습니다. 꿀벌은 심지어 이러한 화학 물질의 수집을 극대화하기 위해 감염 될 때 자신의 먹이주기 행동을 바꿀 수도 있습니다. 꽃에 자연적으로 발생하는 식물 화학 물질이 야생 및 관리 된 꿀벌의 걱정스러운 감소에 대한 해결책의 일부가 될 수 있을까요?

왜 식물은 이러한 화학 물질 확인합니까?

식물의 광합성 성장 및 재생의 '기본'작업을 수행 할 수 있도록 화합물의 위에, 식물은 소위 이차 대사 산물의 화합물을 합성. 이 분자는 많은 목적을 가지고 있지만 그 중 최고는 방어입니다. 이러한 화학 물질 그렇지 않으면 멀리 씹는 것 초식 동물에 잎과 다른 조직이 싫은 독성 렌더링합니다.

많은 공 진화 연구 식물 화학에 의해 매개되는 식물 - 초식 동물 상호 작용에 중점을 둔다. 식물과 초식 동물 간의 '군비 경쟁'은 장기간에 걸쳐 진행되었으며, 초식 동물은 독성 식물을 용인하고 심지어는 전문화하기 위해 적응했으며, 식물은 진화하여 새로운 독소를 소비자들보다 앞서 간 것처럼 보입니다.

군주 유충을 위해, 늪 milkweed는 부엌 찬장 및 약 장이다. Leif Richardson, CC BY-NC-ND

초식 동물은 식물의 2 차 대사 산물을 섭취 할 때 이익, 비용 또는 그 둘의 조합을 경험할 수 있습니다. 예를 들어, 모나 크 나비 유충은 유액의 초식 동물로 카르데 노 라이드 (cardenolides)라고 불리는 유독 스테로이드를 포함하고 있습니다. 군주 선택적으로 농축하다 새와 같은 포식자에 대한 방어로서 자신의 몸에있는 카데 뇰 리이드 (cardenolides)는 성장 속도가 느려지고 이러한 독성 화합물에 노출 된 결과 사망률이 높아질 수 있습니다.

흥미롭게도 이차 대사 산물은 잎에서만 발견되는 것이 아닙니다. 그들은 또한 과일과 꽃을 포함하여 반발하기보다는 오히려 유인하는 조직에 존재합니다. 예를 들어, 꽃 꿀은 일반적으로 비 단백질 아미노산, 알칼로이드, 페놀 릭, 글리코 사이드 및 테르 페 노이드를 비롯한 2 차 대사 산물을 포함하는 것으로 오래 전부터 알려져 왔습니다. 그러나 이러한 화학 물질이 꿀벌과 같은 수분 조절제에 어떻게 영향을 미치는지 또는 알려지지는 않습니다.

이차 대사 산물은 잎 조직의 초식성 소비자와의 상호 작용에 영향을주는 것과 마찬가지로 수분제와 식물의 상호 작용에 영향을 미칠 수 있습니까? 다른 초식 동물과 마찬가지로 벌도 이러한 식물 화합물을 섭취함으로써 이익을 얻을 수 있습니까? 이차 대사 산물 섭취가 야생 및 관리 된 꿀벌의 감소에 연루된 기생충 및 병원균에 대처할 수 있습니까?

식물 화합물은 꿀벌에있는 기생충을 줄입니다

연구소의 동료들과 레베카 어윈 다트머스 칼리지에서 린 애들러 매사추세츠 애 머스트 대학에서, 나는 이러한 질문에 조사 새로운 연구. 우리는 꽃 꿀에서 발견 된 구조적으로 다양한 식물 이차 대사 산물 화합물이 범블 비에서 기생충 부하를 감소시킬 수 있다는 것을 발견했습니다.

실험실 환경에서, 우리는 일반적인 동부 범블 비 감염 (뒤죽박죽) 원충 원충 기생충과, Crithidia bombi, 범블 비의 수명과 번식 성공을 감소시키는 것으로 알려져있다. 그런 다음 꿀벌에게 통제 수크로오스 전용 과즙 또는 야생에서 범블 꿀벌이 방문한 식물의 과즙에서 자연적으로 발생하는 8 가지 2 차 대사 물질 중 하나를 함유 한 꿀을 매일 섭취했습니다.

1 주일 후, 우리는 꿀벌 배짱의 기생충 세포를 세었다. 전반적으로 이차 대사 산물을 함유 한 식단은 꿀벌의 질병 부하를 크게 감소 시켰습니다. 화합물의 절반이 그들 자신에게 통계적으로 유의 한 영향을 미쳤다. 가장 강력한 영향을 미치는 화합물은 담배 알칼로이드 아나바신이었으며 기생충 부하를 80 % 이상 감소 시켰습니다. 기생충에서 꿀벌을 보호하는 다른 화합물은 다른 담배 알칼로이드, 니코틴, basswood 나무의 감로에서 발견 된 terpenoid thymol, 북미 동부의 습지대 인 turtlehead의 감로에서 발견되는 iridoid 배당체 인 catalpol을 포함합니다.

우리는 벌이 이들 화합물을 섭취 할 때 비용이 발생할 수도 있다고 예상했습니다. 그러나 화학 물질 중 어느 것도 꿀벌 장수에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. 항 기생충 효과가 가장 강한 화합물 인 아나바신 (Anabasine)은 번식 비용을 부과하여 꿀벌이 성숙하고 알을 낳는 데 필요한 일수를 늘려줍니다. 그러나 이러한 지연에도 불구하고, 실험에서 궁극적 인 재생산 결과에는 차이가 없었다.

이 연구는 야생 꿀벌이 꽃 꿀에서 자연적으로 나타나는 2 차 대사 산물을 섭취 할 때 유익 할 수 있음을 보여줍니다. 그리고 이들 화합물에 대한 꿀벌의 일생 노출은 꽃가루 및 유충으로도 소비되기 때문에 더욱 커질 가능성이 큽니다.

다른 연구에서, 우리는 반 (反) 기생충 기능을 가진 화합물 중 일부는 꿀벌이 기생충을 찾았지만 건강 할 때는 그렇지 않다는 사실을 밝혀 냈습니다. 최소한 일부 상황에서는 - 자연 꿀벌에 자연적으로 감염된 현장 실험 Crithidia bombi - 범블 비 (bumble bees)는 기생충 상태에 반응하여 먹이를 찾는데, 자기 치료를하는 다른 동물과 유사합니다.

꿀벌 인구 고투를위한 처방전?

실용적인 응용 분야는 무엇입니까?이 연구는 꿀벌 개체수 감소에 도움이 될 수 있습니까? 우리는 아직 모른다. 그러나, 우리의 연구 결과는 경관 관리, 수분 매개자 서식처 원예 및 농장 관행에 관한 흥미로운 질문을 제시한다.

향후 연구에서 양봉장과 농장 주변에 특정 식물을 심으면 건강한 꿀벌 개체군이 생길지 여부를 조사 할 계획입니다. 토종 식물은 진화론의 긴 역사를 공유하는 꿀벌을위한 의약 화합물의 중요한 원천입니까? 수분의 '생태계 서비스'를 제공하기 위해 야생 꿀벌 수분 매개체에 의존하는 농장은 벌 건강을 지원하는 것이 더 잘 관리 될 수 있는가?

꿀벌과 꽃가루 이차 대사 산물을 병에 걸린 벌에게 배달하는 것이 생태 학적으로나 경제적으로 중요한 동물의 장기적인 지속 가능성을 촉진하는 데 필요한 유일한 도구가 아닌 것 같습니다. 그러나 이것이 이것이 해결책의 일부일 수있는 것으로 보인다. 야생 동물이 제공하는 생태계 서비스의 혜택을 받기 위해서는 서식처 요구 사항을 고려해야한다는 점을 인정하면서 농업은 완전한 동그라미가 될 것입니다.

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저자에 관하여

Leif Richardson은 미국 농무부 식품 농업 연구원 박사후 연구원입니다. 버몬트 대학. 그는 식물과 수분 매개자, 특히 꿀벌을 중심으로하는 여러 종 간 상호 작용에 대해 연구합니다. 그는 상업적인 블루 베리의 야생 꿀벌 수분제가 식물 화학에 의해 어떻게 영향을 받고 식물과 곰팡이 균과의 상호 작용이 꿀벌 건강에 영향을 미치는지 연구합니다. 또 다른 연구 관심사는 북미 및 유럽 범블 비 종의 감소 패턴을 연구하기 위해 박물관 표본 데이터를 사용하는 것입니다. 그의 웹 사이트 방문 : www.leifrichardson.org/

Leif Richardson이 공동 저술 한 책 :

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