Русская пчела против клеща-разрушителя
Современные медоносные пчелы страдают от многочисленных угроз, самая серьезная из которых – распространение паразитического клеща варроа деструктора (Varroa destructor). Латинское название, означающее «разрушитель», он получил из-за гибельного действия на пчелиные семьи.
Клещи варроа размножаются только в пчелиных ульях. У них плоское тело, размером 1,8 на 1 миллиметр. Самки оранжево-коричневые, самцы – белые. Зимуют только самки, находясь на взрослых пчелах. Завершив зимовку, они откладывают яйца в ячейки, где развиваются личинки пчел, предпочитая при этом личинок трутней.
Клещ варроа на пчеле (фотография под электронным микроскопом)
Клещи присасываются к взрослым пчелам и их личинкам, питаясь гемолимфой, что ослабляет насекомых. У взрослой пчелы клещ обычно располагается на спине, где насекомому труднее всего его достать. Но основной урон наносят личинки клещей, которые развиваются на куколках пчел. Пчела из такой куколки выходит меньшего размера, часто с дефектами в развитии крыльев, усиков и лапок. При сильном поражении клещами куколка погибает.
Клещи варроа на погибших куколках медоносной пчелы
Губительное воздействия клеща варроа на куколок пчел объясняется тем, что клещ заражает их вирусным заболеванием, вызывающим деформацию крыльев (deformed wing virus, DWV). Вирус был впервые выделен у медоносных пчел в Японии в начале 1980-х годов и в настоящее время распространен во всем мире, поражает он также дикие виды пчел и шмелей.
Травмированный клещами хитиновый покров пчел повышает вероятность проникновения и других инфекций. При массовом заражении улья клещом варроа (более 20 % популяции), погибает вся пчелиная семья.
Пчела с патологией развития крыльев
Первоначально клещи паразитировали на китайской восковой пчеле (Apis cerana), однако приблизительно с 1960-х годов они начали поражать и медоносных пчел (Apis mellifera), стремительно распространившись из Юго-Восточной Азии по всему миру. Сейчас эти клещи не встречаются только на пасеках Австралии и острова Мэн, да и то благодаря строгим карантинным мерам.
Исследователи под руководством энтомолога Захари Хуана (Zachary Huang) из Университета штата Мичиган в 2015 году установили, что клещи варроа могут изменять свой запах, имитируя запах, характерный для пчел конкретного вида. Это достигается при помощи изменения пропорций выделяемых клещом углеводородов. В результате клещи, жившие ранее в семьях китайской восковой пчелы, в случае необходимости приобретают запах медоносных пчел и наоборот. Причем для такого изменения им нужно всего лишь несколько дней. Такая быстрая адаптация, по словам ученых, позволила в свое время клешам перейти к паразитированию на медоносных пчелах, а теперь помогает им распространяться.
Различные растения-фитонциды и химические препараты дают лишь частичный эффект в борьбе с клещом варроа. Тем более, что клещи быстро вырабатывают устойчивость к ядам, поэтому пчеловодам рекомендуют ежегодно менять применяемый препарат. Также применяется термообработка пчелиных семей в специальных камерах или просто в бане при температуре от 46°C до 49°C в течение примерно 15 минут. Тут пчеловод должен проявлять особую осторожность, так как, если температура достигнет 50°C, погибнут не только клещи, но и пчелы.
С 1990-х годов Служба сельскохозяйственных исследований при Министерстве сельского хозяйства США ведет поиск пчел, устойчивых к клещу варроа. Основными претендентами на эту роль стали так называемые «русские пчелы», потомки пчелиных семей, завезенных в начале XX века из Приморского края.
Энтомологи предположили, что пчелы Приморского края из-за близкого соседства с исконным ареалом клеща варроа первыми из медоносных пчел столкнулись с этой угрозой (по расчетам ученых, это произошло около 1900 года) и смогли выработать механизмы противостояния клещу. Для экспериментов с 1997 по 2002 году из Приморского края в США были отправлены 323 пчелиные матки. После отбора в течение нескольких лет, 18 маток были признаны пригодными для дальнейшего использования. С тех пор порода русских пчел широко распространилась среди американских пчеловодов и пользуется устойчивым спросом.
Исследования показывают, что без дополнительного применения противоклещевых препаратов семьи русской породы также поражаются клещами, но численность паразитов растет в их ульях медленнее, чем у других пчел. В 2009 году к программе разведения пчел русской породы подключилась Дания.
Однако пчеловоды отмечают ряд недостатков русской породы. Пчелы из Приморского края привыкли вызывать в более суровых зимах, чем пчелы США и Европы. Поэтому во время зимовки они экономно расходуют корм. Это оборачивается тем, что весной русские пчелы в три раза медленнее других пород увеличивают численность колонии. Поэтому вылетать они начинают позже и не опыляют рано цветущие миндальные деревья, плантации которых в Калифорнии критически зависят от наличия пчел-опылителей. По количеству производимого меда русские пчелы уступают популярной итальянской породе.
Недавно Journal of Economic Entomology опубликовал новое исследование, в котором сравнивалась зараженность клещом варроа семей пчел русской породы и других. Его провели работники Центра исследования пчел имени Карла Хейдена (Carl Hayden Bee Research Center) министерства сельского хозяйства США. Если раньше оценивалось количество клещей в улье, то теперь подсчитывали, сколько рабочих пчел с клещами прилетает и вылетает из улья.
Сравнительная устойчивость русской пчелы к клещу варроа объясняется не особенностями ее физиологии, а поведенческими механизмами. Эти пчелы значительно большее внимание уделяют очистке ячеек с расплодом, удаляя личинок клещей. Поэтому размножения клеща варроа в улье снижается. Но, к сожалению, клещи могут проникать в улей на пчелах, возвращающихся со сбора нектара. Как выяснила научный руководитель Центра исследования пчел Глория Дегранди-Хоффман (Gloria DeGrandi-Hoffman) и ее коллеги, этот путь становится основным для заражения колоний русской породы.
Ситуация усугубляется тем, что в сильно зараженных ульях пчелиные семьи начинают разрушаться, и отдельные рабочие пчелы могут переходить в другие ульи, принося с собой клещей. К тому же здоровые сильные семьи пчел часто прибегают к разбою, захватывая мед из улья слабой семьи. Во время этих налетов они тоже могут заразиться клещом варроа. В обоих случаях чистоплотность пчел русской породы, предотвращающая размножение клещей на личинках и куколках, становится неэффективной.
Дегранди-Хоффман и ее коллеги обнаружили, что на участке, где в ульях с русскими и европейскими пчелами имелось сходное количество зараженных клещами рабочих особей, во всех ульях наблюдался одинаковый уровень заражения клещами. Там, где рабочие особи русской пчелы были заражены в меньшей степени, ниже был и уровень заражения в их ульях. Поэтому использование русской породы может быть полезным в тех районах, где клещи хорошо контролируются, или же на пасеках, где нет пчел других пород.