Каждый пчеловод знает, насколько важны для семьи качественный корм и правильная подготовка к зимовке. Но есть ещё один фактор, который невозможно увидеть при обычном осмотре улья, — микроорганизмы, живущие в кишечнике пчелы.
Учёные называют их кишечной микробиотой. Проще говоря, это разные виды полезных бактерий, живущих в кишечнике пчелы, которые помогают ей перерабатывать корм, участвуют в обмене веществ и поддерживают естественные защитные механизмы организма.
В последние годы исследователи всё чаще изучают, как состояние этой микрофлоры связано с питанием, зимовкой и весенним развитием пчелосемьи.
Маленькие помощники внутри пчелы.
Кишечник медоносной пчелы населяют определённые группы бактерий. Среди них - Lactobacillus, Bifidobacterium, Gilliamella и другие. Запоминать эти названия пчеловоду необязательно. Важно понимать, что разные бактерии выполняют разные задачи.
Одни помогают расщеплять сложные компоненты корма, другие участвуют в образовании веществ, необходимых для нормального обмена веществ. Вместе они образуют естественную систему, которая дополняет пищеварение самой пчелы.
Об этом подробно рассказывается в научном обзоре «Functional roles and metabolic niches in the honey bee gut microbiota» («Функциональные роли кишечной микробиоты медоносной пчелы»), опубликованном в журнале Current Opinion in Microbiology в 2018 году.
Авторы описывают, как кишечные бактерии участвуют в переработке компонентов пыльцы, обмене веществ и защите организма пчелы. Таким образом, микрофлора - не случайные микроорганизмы, а важная часть нормального функционирования пчелы.
Почему питание влияет на микрофлору?
В течение сезона рацион пчёл меняется. Летом семья получает разнообразный нектар и пыльцу, а осенью естественный приток корма сокращается. Пчеловоды проводят подкормку и готовят семьи к зиме.
Для кишечных бактерий такая смена питания тоже имеет значение. Разные микроорганизмы используют разные питательные вещества, поэтому изменение рациона может менять их соотношение и активность.
Это показано в исследовании «Community Dynamics in Structure and Function of Honey Bee Gut Bacteria in Response to Winter Dietary Shift» («Изменения состава и функций кишечных бактерий пчёл при переходе на зимний рацион»), опубликованном в журнале mBio в 2022 году.
Учёные изучали пчёл в северном Китае и обнаружили, что при переходе к зимнему питанию кишечная микрофлора заметно перестраивается. Менялось не только соотношение бактерий, но и их способность использовать разные источники питания.
Например, зимой увеличивалась доля бактерий Bartonella, которые обладают возможностью перерабатывать различные вещества и участвовать в энергетическом обмене. Авторы предполагают, что такая перестройка может помогать пчёлам приспосабливаться к изменениям зимнего рациона.
Что происходит с микрофлорой перед зимовкой?
Особенно интересное для пчеловодов исследование было проведено в Канаде.
Naomie Bleau, Sidki Bouslama, Pierre Giovenazzo и Nicolas Derome опубликовали в 2020 году работу «Dynamics of the Honeybee (Apis mellifera) Gut Microbiota Throughout the Overwintering Period in Canada» («Динамика кишечной микробиоты медоносной пчелы на протяжении зимовки в Канаде») в журнале Microorganisms.
Исследователи наблюдали девять пчелосемей с сентября по июнь и регулярно изучали состав кишечных бактерий.
Оказалось, что наиболее выраженные изменения происходили в два периода: осенью, перед зимовкой, и весной, после выхода семей из зимнего состояния. Во время самой зимовки микрофлора становилась относительно стабильной.
Авторы связывают сезонные изменения прежде всего с питанием и температурой.
Для пчеловода это важное наблюдение: подготовка к зиме - время, когда меняется не только поведение семьи и состав корма, но и внутренние процессы в организме пчелы.
Как микрофлора связана с естественной защитой пчёл?
Полезные бактерии участвуют не только в пищеварении. Они могут занимать место в кишечнике, конкурировать с нежелательными микроорганизмами за питательные вещества и взаимодействовать с иммунной системой пчелы.
В обзоре «Functional roles and metabolic niches in the honey bee gut microbiota» рассматривается связь нормальной микробиоты с обменом веществ и защитой от патогенов.
Другие экспериментальные исследования показывают, что нарушение обычного состава кишечных бактерий может менять иммунные реакции и устойчивость пчёл к отдельным инфекционным факторам.
Это не означает, что микрофлора защищает семью от всех заболеваний. Но она является одним из элементов естественной системы, от которой зависит нормальная работа организма.
Что учёные выяснили о пробиотиках для пчёл?
Пробиотиками называют живые микроорганизмы, которые при правильном применении могут приносить пользу организму хозяина. В пчеловодстве исследователи изучают возможность добавлять такие микроорганизмы в корм.
Один из примеров - работа «Effects of Prebiotics and Probiotics on Honey Bees (Apis mellifera) Infected with the Microsporidian Parasite Nosema ceranae» («Влияние пребиотиков и пробиотиков на медоносных пчёл, заражённых Nosema ceranae»), опубликованная в журнале Microorganisms в 2021 году.
В эксперименте учёные давали пчёлам различные пре- и пробиотические добавки вместе с сахарным сиропом. Некоторые варианты показали положительные результаты по отдельным показателям, включая выживаемость заражённых пчёл и количество спор Nosema.
Важно, что результаты зависели от конкретного микроорганизма и его концентрации. То есть нельзя считать, что любые бактерии в любом количестве дадут одинаковый эффект.
Тем не менее исследование показывает, что применение полезных микроорганизмов через подкормку - реальное научное направление, которое уже изучается экспериментально.
Почему осенняя подкормка - подходящий период?
Если объединить результаты этих работ, становится понятна биологическая логика осеннего применения микробиологических добавок.
Исследование Li и соавторов, опубликованное в mBio в 2022 году, показывает, что переход на зимний рацион сопровождается перестройкой кишечной микрофлоры. Канадское исследование Bleau и соавторов, опубликованное в Microorganisms в 2020 году, подтверждает, что осень - один из периодов наиболее заметных сезонных изменений микробиоты.
В это же время пчеловод готовит семью к зиме: оценивает её силу, пополняет кормовые запасы и проводит осеннюю подкормку.
Поэтому дополнение осеннего рациона специализированной микробиологической кормовой добавкой имеет понятное физиологическое обоснование. Такой подход направлен на поддержку нормального питания и кишечной микрофлоры в период сезонной перестройки.
При этом научные исследования пока не позволяют утверждать, что любой пробиотик гарантированно улучшает зимовку или снижает зимний отход пчёл. Результат зависит от состава добавки, используемых микроорганизмов и условий применения.
Почему весной эта тема снова актуальна?
После зимовки семья переходит к активному развитию. Возобновляется выращивание расплода, увеличивается потребность в питательных веществах, меняется рацион и возрастает нагрузка на пчёл.
В исследовании «Dynamics of the Honeybee (Apis mellifera) Gut Microbiota Throughout the Overwintering Period in Canada» учёные обнаружили, что весной состав кишечной микрофлоры снова заметно меняется.
Это позволяет рассматривать весеннюю подкормку как ещё один подходящий период для применения микробиологических кормовых добавок. Весной их используют в рамках дополнительного питания семьи в начале активного сезона.
Осенью задача связана с подготовкой к зимнему периоду, а весной - с поддержкой семьи после зимовки и во время начала развития.
Что это означает для применения JIN FENG TAI?