Исследованы микробиомы трех видов пчел-плотников

В отличие от микробиомов общественных пчел, которые неплохо изучены, микробиомы одиночных пчел к настоящему времени практически не исследованы. Между тем одиночные пчелы как опылители — важный компонент экосистемы, и они могут служить индикатором благополучия природного сообщества в целом. А здоровье и благополучие самих пчел зависит от их микробиома. Кроме того, повсеместное сокращение численности пчел не может не вызывать тревогу, а для грамотных мер по охране пчёл необходимо их изучение.

Специалисты из Йоркского университета в Торонто исследовали метагеномы трёх представителей рода Ceratina (подсемейство Xylocopinae — пчелы-плотники; названы так за то, что самки для откладки яиц проделывают ходы в стеблях древесных растений). Изучены 60 взрослых самок, в том числе 51 особей C. australensis из трёх австралийских популяций (18 из Квинсленда, 13 из штата Виктория и 20 — из Южной Австралии), 6 — C. japonica из города Саппоро (остров Хоккайдо, Япония) и 3 — C. calcarata из города Дарем (штат Нью-Гэмпшир, США). Для сохранения целостности ДНК пчелы были заморожены в жидком азоте, затем ДНК из всего тела насекомого выделили классическим фенол-хлороформным методом.

Микробиомы пчел-плотников продемонстрировали высокую видовую специфичность — метагеномы разных видов хорошо различались многомерным анализом, кластерным анализом, а также с помощью машинного обучения. Кроме того, между разными популяциями C. australensis обнаружена вариативность, отражающая разницу в условиях окружающей среды и географическую изолированность популяций.

Микробиомы C. australensis варьируют и внутри популяций. Дело в том, что около 13% самок этого вида кооперируются во время размножения (две самки гнездятся вместе, одна добывает пищу, другая охраняет гнездо), что предположительно снижает паразитарную нагрузку. Соответственно, и микробиомы C. australensis, ведущих одиночный образ жизни либо проявляющих социальность, различались внутри популяции. К примеру, в южноавстралийской популяции семейство бактерий Thermomonosporaceae присутствовало у одиночных пчел, в то время как семейства Brucellaceae и Prolixibacteraceae — у социальных.

У австралийских пчел были обнаружены геномы представителей семи семейств вирусов растений, в том числе так называемой сливовой оспы (plum pox). Поэтому ученые предполагают, что пчелы-плотники могут быть переносчиками болезней растений.

Ученые сравнили новые данные по микробиомам трех видов рода Ceratina с ранее изученными микробиомами других пчел. Выяснилось, что микробиомы пчел-плотников (подсемейство Xylocopinae) более сходны с микробиомами представителей других семейств, — галиктид (Halictidae) и мегахилид (Megachilidae), более близких им по образу жизни, — чем с микробиомами подсемейства Apinae, более близких пчелам-плотникам систематически. Также это сравнение позволяет сделать предварительный вывод, что разнообразие микробиома пчел обратно пропорционально их социальности.