المزيد
    الرئيسيةفكرةالدور البيئي للنحل والميكروبيوم الخاص به

    الدور البيئي للنحل والميكروبيوم الخاص به

    يعتبر النحل والأبويديا حيويين لتكاثر النباتات البرية والإنتاج الزراعي. إن حمايتهم أمر أساسي لصحة البيئة والأمن الغذائي والاقتصاد العالمي، كما نتذكر في 20 مايو من كل عام، بمناسبة اليوم العالمي للنحل والحشرات الملقحة الأخرى، مثل الدبابير والنحل الطنان والفراشات والعث والحشرات الملقحة. الخنافس. (1,2،XNUMX) كما هو الحال مع البشر، يلعب الميكروبيوم المعوي أيضًا دورًا حاسمًا في النحل.

    1) الدور البيئي للنحل

    النحل غالبا ما ترتبط بأبيس melliferaوهي الأنواع التي يتم تربيتها عادة لإنتاج العسل. ومع ذلك، فإن عائلة أبويدي، التي ينتمي إليها النحل، لديها ما لا يقل عن 20.000 ألف نوع في جميع أنحاء العالم، مع حوالي 2.000 نوع موجود في أوروبا وأكثر من 1.000 نوع في إيطاليا، مثل النحل من جنس بومبوس.

    هذا التنوع البيولوجي الواسع يعكس الأهمية البيئية لنبات Apoidea، الذي تطور بالتوازي مع نباتات كاسيات البذور منذ حوالي 100-120 مليون سنة. (3)

    1.1) التكافل والتطور

    العلاقة التكافلية بين النباتات والكائنات الحية الدقيقة والأبوديا أدى إلى التطور المشترك للزهور والملقحات:

    – تطور النباتات أزهاراً ذات ألوان جذابة، تحتوي على العديد من المواد الكيميائية المتطايرة والروائح، كشكل متطور للغاية من النشاط والحوار مع عالم الحيوان،

    – وقد تكيفت أبويديا بدورها لجمع الرحيق وحبوب اللقاح من الزهور (خليفة وآخرون، 2021، شونر وآخرون، 2015). (4)

    هذا التفاعل يضمن تكاثر النباتات من خلال التلقيح ويساهم أيضًا في التنوع الجيني للنباتات، وهو أمر ضروري لمرونة النظم البيئية.

    1.2) خصائص أبويديا والتلقيح

    أبويديا، وذلك بفضل بنيتها التشريحية الفريدة، فهي من بين الملقحات الأكثر كفاءة.

    الأرجل الخلفية النحلة العاملة (وهذه الوحيدة) مجهزة بـ "فرشاة" تجمع حبوب اللقاح و"سلة" لجمع ونقل حبوب اللقاح.

    بهم الريش إلى أسفل يتم شحنه بسهولة بالكهرباء الساكنة، مما يجذب حبوب اللقاح عند اقترابها من الزهور.

    الجهاز الهضمي وهو مقسم إلى أجزاء مختلفة: إنجلوفيوم أو الكيس الفائق (استمرار المريء) وهو عبارة عن كيس رقيق الجدران ومطوي بدقة، يستخدم لنقل وتخزين الطعام. ويمكن أن يمتد ليحتل جزءًا كبيرًا من البطن.

    هذه المواصفات جعل أبويديا عنصرا لا غنى عنه لتخصيب العديد من أنواع النباتات التي يعتمد عليها إنتاج الفواكه والخضروات والبذور.

    2) أزمة التنوع البيولوجي وتربية النحل

    انخفاض أعداد النحل وله تأثير مباشر على التنوع البيولوجي وإنتاج الغذاء وصحة النظم البيئية. إن الانحدار العالمي في التنوع البيولوجي يرجع في الأساس إلى الزراعة المكثفة، التي تعتمد على المبيدات الحشرية الاصطناعية والميكنة الثقيلة، والتي تناولناها بالفعل على نطاق واسع. (5,6,7،XNUMX،XNUMX) والنتيجة هي تبسيط الموائل مع التأثير المباشر على المجموعات الحيوانية المختلفة.

    التغيرات المناخيةوالتي تتميز بفصول شتاء أكثر اعتدالا وتغيرات في الفصول تسبب ضغوطا إضافية، مما يخلق تناقضا بين أنشطة الحشرات وازدهار النباتات، مما يهدد بقائها.

    تربية النحل يساهم في الحفاظ على النحل. وبالإضافة إلى توفير منتجات مثل العسل والشمع والعكبر، فإنها تسمح بالحفاظ على أنواع النحل المحلية والتنوع البيولوجي.

    3) النظام البيئي والميكروبيوتا

    في النظام البيئي النحل، تعدل الكائنات الحية الدقيقة المعوية عملية هضم الطعام وتخليق العناصر الغذائية الأساسية وتؤثر على كفاءة الدفاعات المناعية ضد مسببات الأمراض.

    الجراثيم يمكن أن تتأثر بشكل كبير بميكروبات التربة من خلال التفاعلات المباشرة وغير المباشرة مع النباتات والمواد العضوية التي يجمعها النحل أثناء بحثه عن الطعام.

    المواد الكيميائية النباتية الموجودة في النباتات، على سبيل المثال، يمكن أن تعدل تكوين الكائنات الحية الدقيقة المعوية للنحل، مما يحسن صحتها ومقاومتها للأمراض.

    من خلال التفاعلات يمكننا أن نفهم كيف يتكيف النحل مع مجموعة واسعة من البيئات، مما يحسن صحته من خلال الحوار المستمر مع الميكروبات والمواد الكيميائية الموجودة في بيئته.

    4) التآزر الميكروبي في أمعاء النحل، الدراسة

    أبحاث الميكروبيوم وتمثل صلاتها بين الممالك موضوعًا ذا أهمية بيئية وطبية حيوية.

    دراسة حديثة (Quinn et al. 2024) المنشور في Nature microbiology يحلل التفاعل التكافلي بين نحل العسل والميكروبات المعوية، مع التركيز بشكل خاص على Snodgrassella alvi، وهي بكتيريا Betaproteobacteria التي تتغذى على الأحماض العضوية.

    المؤلفون تسلط الدراسة الضوء على كيفية تكيف S. alvi ونموه في أمعاء Apis mellifera، باستخدام عناصر غذائية محددة وتعديل استقلاب التربتوفان بشكل فعال. إنه يوضح التعايش المتقدم، مما يثري فهمنا لكيفية تأثير العناصر الغذائية المضيفة على الاستعمار الميكروبي. (8)

    4.1) التفاعلات بين الكائنات الحية الدقيقة المضيفة

    إس علوي يبرز في الميكروبيوم المعوي للنحل بسبب تكيفه مع نظام غذائي يستبعد السكريات، لصالح الأحماض العضوية المشتقة من المضيف. ويركز على وجه الخصوص على مدى أهمية المستقلبات التي يفرزها المضيف، مثل الأحماض العضوية، في استعمار وبقاء S. alvi في أمعاء نحل العسل.

    التفاعلات المتبادل بين البكتيريا المعوية ومضيفيها من الحيوانات، حيث يؤثر تبادل المستقلبات على التغذية وصحة الأمعاء ووظيفة المناعة. تكيف يوضح خصوصية احتياجاته الغذائية ودوره داخل مجتمع الميكروبات المعوية.

    الجهاز الهضمي تقدم تجربة نحل العسل، بما تحتويه من ميكروبات أمعاء بسيطة ومستقرة نسبيًا، نموذجًا مثاليًا لدراسة هذه التفاعلات بالتفصيل. ويكشف التحليل أن S. alvi يستغل الأحماض العضوية مثل السيترات، والغليسيرات، و3-هيدروكسي-3-ميثيلغلوتارات، الضرورية لنموه وبقائه، مما يدل على تفاعل تكافلي محسن.

    4.2) المواد والأساليب

    بحث يستخدم نهجًا خاضعًا للرقابة، حيث يستعمر النحل بسلالة واحدة من بكتيريا S. alvi ويقتصر النظام الغذائي للنحل على ركائز غير قابلة للهضم بواسطة البكتيريا، لإثبات أن S. alvi يمتص الأحماض العضوية التي يصنعها النحل من السكريات الغذائية.

    الدراسة يسلط الضوء على كيف أن S. alvi لا يعتمد على النظام الغذائي أو التغذية المتبادلة مع ميكروبات أخرى، بل يعتمد بالأحرى على تقويض الكربوهيدرات البسيطة بواسطة المضيف.

    في البدايةتمت زراعة السلالات على أجار محدد وتم التعرف عليها بواسطة التسلسل الجيني للريبوسوم RNA 16S. من أجل الاستعمار، تم تربية نحل العسل تحت ظروف خاضعة للرقابة وتلقيحه بالبكتيريا. تم اتخاذ تدابير صارمة للتحقق من صحة عقم النحل وقياس استهلاك حبوب اللقاح.

    لدراسة الميكروبيوم تم استخدام أدوات وتقنيات متقدمة مثل تتبع النظائر، qPCR (تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الحقيقي أو تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي) لتحديد كمية الأحمال البكتيرية وتحليل التفاعلات الأيضية، واستخراج وتحليل المستقلبات عبر GC-MS (تحليل كروماتوغرافي الغاز - قياس الطيف الكتلي)، وتحضيرات محددة للانتقال. المجهر الإلكتروني (TEM) ومقياس الطيف الكتلي NanoSIMS لتحليل نقل البنية التحتية والأيضات لمراقبة التفاعلات على المستوى الخلوي.

    التجارب قامت فحوصات تتبع النظائر بتقييم امتصاص البكتيريا للركائز. وأخيرا، تشمل الأساليب تحليل النشوء والتطور لعائلة الجينات كينورينيناز والمنهجيات الإحصائية لتحليل البيانات، وتسليط الضوء على المنهجية التفصيلية والمنهجية المستخدمة لاستكشاف التفاعلات بين الكائنات الحية الدقيقة المضيفة. (8)

    4.3) النتائج

    نتائج الدراسة أثبت الباحثون أن Snodgrassella alvi قادر على استعمار أمعاء نحل العسل حتى في غياب العناصر الغذائية الأخرى، وذلك باستخدام الأحماض العضوية المشتقة من المضيف، بغض النظر عن وجود حبوب اللقاح أو التفاعل مع الميكروبات الأخرى.

    بحث يوضح أيضًا أن S. alvi يمكن أن يؤثر على استقلاب التربتوفان عن طريق تحويل الكينورينين إلى أنثرانيلات، مما يشير إلى مكانة استقلابية محددة وتفاعل تكافلي في السياق الأيضي الأوسع للأمعاء، والذي تم تكييفه تطوريًا بين نحل العسل وS. alvi. (8)

    جبرائيل الحكمة

    صورة الغلاف من http://beesciencenews.com/2019/11/21/microbial-war-against-american-foulbrood/

    ملاحظات

    (1) داريو دونجو، أندريا أديلمو ديلا بينا. اليوم العالمي للنحل ، اليوم العالمي للنحل. لا توجد سياسة مؤهلة. هدية (تجارة المواد الغذائية الإيطالية الكبرى). 20.5.23

    (2) الصندوق العالمي للطبيعة. يوم النحل العالمي. https://www.wwf.it/pandanews/animali/giornata-mondiale-delle-api/

    (3) خليفة، شادن أ.م، إسراء الشافعي، آية أ.شتية، عايدة عبد الواحد، أحمد ف. الجثامي، سيد مشرف، محمد ف. العجمي، تشاو تشاو، سعد HD مصري، محمد م. عبد الدايم، وآخرون. 2021. "نظرة عامة على تلقيح النحل وقيمته الاقتصادية لإنتاج المحاصيل" الحشرات 12، رقم. 8:688 https://doi.org/10.3390/insects12080688

    (4) شونر، مايكل وشونر، كارولين وسيمون، رالف وجراف، أولمار وبويشميل، سيباستيان وجي، لياو وكيرث، جي.. (2015). تنجذب الخفافيش صوتيًا إلى النباتات آكلة اللحوم المتبادلة علم الأحياء الحالي. 25. 1-6. دوى:10.1016/j.cub.2015.05.054

    (5) داريو دونغو. تأثير المبيدات الحشرية المساعدة على حاسة الشم لدى النحل. هدية (تجارة المواد الغذائية الإيطالية الكبرى). 7.1.24

    (6) داريو دونغو. التأثير ناتج عن المبيدات الحشرية على النحل والأشجار والنباتات البعيدة عن الأراضي المزروعة. هدية (تجارة المواد الغذائية الإيطالية الكبرى). 21.12.20

    (7) داريو دونجو، جيويل لوتشيز. المبيدات الحشرية ، الضوء الأخضر من محكمة العدل الأوروبية للحظر الوطني. لننقذ النحل. هدية (تجارة المواد الغذائية الإيطالية الكبرى). 7.11.20

    (8) كوين، أ.، الشاذلي، ي.، إسكريج، س. وآخرون. تعمل الأحماض العضوية المشتقة من المضيف على تمكين استعمار القناة الهضمية لنحل العسل المتعايش Snodgrassella alvi. نات ميكروبيول (2024). https://doi.org/10.1038/s41564-023-01572-y

    مقالات ذات صلة

    المقالات الأخيرة

    Commenti الزوار

    ترجمه "