22. 6. 2022
Včelstva včely medonosné (Apis mellifera) jsou velmi důkladně organizovaná a dovedou se ubránit mnoha nepřátelům. Proč tato obrana selhala v boji s varroázou (Varroa destructor)? Odpověď přináší studie mezinárodního týmu v čele se Zacharym Huangem z Michigan State University publikovaná ve vědeckém časopise Biology Letters.
Vetřelec z Asie
U včely medonosné představuje varroáza jednu z nejvážnějších hrozeb. Varroa destructor pochází z Asie, kde parazituje na včele východní (Apis cerana). V jejích včelstvech nemá napadení tímto cizopasným roztočem tak ničivé účinky, protože dospělé dělnice včely východní se vzájemně roztoče zbavují, kontrolují larvy a také je od těchto cizopasníků čistí. Včela medonosná se této činnosti věnuje podstatně menší měrou, a je i proto k Varroa destructor podstatně vnímavější než včela východní. Mezi evropskými včelami medonosnými se začal parazit šířit ve 40. a 50. letech minulého století. Dnes představuje varroáza globální problém. Potýkají se s ní nejen včelstva včely medonosné v Evropě a Americe, ale dokonce i včely v Africe, na Havaji nebo na Papui Nové Guineji.
Jediný kontinent, kde včely do letošního roku nebyly nakaženy tímto parazitickým roztočem, byla Austrálie, ovšem i tam se bohužel varroáza na východním pobřeží země začala šířit.
Převlékač uhlovodíkových kabátů
Při odlišování toho, co je jim vlastní, od toho, co je jim cizí, se včely řídí čichem. Každá z nich si nese svou vizitku na povrchu těla v podobě asi padesáti různých uhlovodíků navázaných na chitin kutikuly. Spektrum uhlovodíků je dáno zčásti geneticky, což znamená, že vlohy pro určité formy uhlovodíků dědí včela od matky i od otce. Část uhlovodíků nabírá včela ze svého okolí. Včely jednoho včelstva nesou svůj typický identifikační „pach“. Vedle toho je ale skladba uhlovodíků navázaných na kutikulu poplatná i vývojovému stádiu a kastě dospělých včel.
Varroa destructor se dokáže včelám svým složením kutikuly a výsledným pachem přizpůsobit. Pokud parazituje na larvě, pak imituje její pach. Když včela dospěje a změní spektrum uhlovodíků v kutikule, Varroa destructor ji změnou svých povrchových uhlovodíků následuje.
Zacharyho Huanga zajímalo, zda dokáže Varroa destructor měnit svůj pach, i když se dostane do včelstva jiného druhu včel. Ve spolupráci s francouzským entomologem Yvesem LeContem proto provedl pokus. Odebrali Varroa destructor z včely východní a přenesli je na včelu medonosnou. A naopak, Varroa destructor sesbírané z povrchu těla včely medonosné nasadili na včelu východní. Pro kontrolu přenášeli Varroa destructor i mezi různými včelami východními a také mezi různými včelami medonosnými.
Vědci ponechali roztoče na novém hostiteli osm dní a pak analyzovali uhlovodíky zachycené na povrchu těla cizopasníka. Pokud roztoči změnili druh hostitele, rychle se mu přizpůsobili i svým pachem. Nabízela se otázka, zda Varroa destructor nachytají pach svého hostitele pasivně, nebo zda se na zisku nového pachu sami nějak aktivně podílejí. Zdá se, že ve hře jsou obě cesty. Pro pasivní přenos pachových uhlovodíkových molekul hovoří fakt, že nový pach získá do určité míry i mrtvý roztoč. Ve prospěch aktivního podílu roztoče zase svědčí skutečnost, že roztoči pocházející z včely východní jsou v získávání pachu včely medonosné úspěšnější, než když se roztoč stěhuje opačným směrem – tedy z včely medonosné na včelu východní. Výsledky výzkumu Huangova týmu objasňují, jak se mohl Varroa destructor rozšířit z asijské včely východní na evropskou včelu medonosnou a proč pro ni představuje takové nebezpečí. Parazitovi v tom pomohla jeho dovednost v „pachovém převlékání“. Změnil uhlovodíky na kutikule a včely medonosné ho nedokázaly ve včelstvech odhalit. Zároveň kleslo i riziko, že včely roztoče odstraní z těla larev nebo dospělých včel.
Zneužitý systém identifikace
Zachary Huang a jeho spolupracovníci konstatují, že Varroa destructor si osvědčil dokonalou adaptační schopnost. Nepřesvědčuje svým „pachovým převlekem“ jen jednu či několik málo včel. Musí oklamat celé včelstvo čítající desetitisíce dělnic. Výměnu povrchových uhlovodíků na kutikule provede velmi rychle. Jeho „převlek“ je tak dokonalý, že napodobí dokonce i komponenty pachu specifické pro dané včelstvo.
„Roztoč pronikl do včelstva tím, že zneužil identifikační uhlovodíkový kód včel proti nim samotným,“ říká Zachary Huang.
Proniknutí pachově maskovaných parazitů do společenstev blanokřídlého eusociálního hmyzu nejsou ale výjimečné evoluční události. Pachová komunikace sehrává v těchto společenstvech velmi důležitou roli, a pokud parazit identifikační pachy imituje s dostatečnou přesností, jeho přijetí do společenstva už většinou nic nebrání. Velmi dobře to dokumentuje vývoj housenek některých druhů modrásků v mravenčích koloniích. Housenka imituje pach mravenčích larev, a i když se jim vzhledem nijak nepodobá, mravenci ji ochotně adoptují, odnesou si ji do mraveniště a tam se o ni ze všech sil starají. Housenky jsou na péči mravenců existenčně závislé a mimo mraveniště už ani nedokážou vývoj v dospělého motýla úspěšně dokončit.
J. Petr