Amerykańskie rolnictwo wiele zawdzięcza pszczole miodnej (Apis mellifera L.), ponieważ odgrywa ona kluczową rolę zapylacza w zaopatrzeniu kraju w żywność. Niektóre krajowe branże spożywcze opierają się wyłącznie na pszczołach miodnych i szacuje się, że wartość ekonomiczna ich zapylania jest warta ponad 17 miliardów dolarów rocznie.

Mając to na uwadze, naukowcy z Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych badali ostatnio różnorodność genetyczną pszczoły miodnej w USA, aby upewnić się, że ten kluczowy owad zapylający ma wystarczającą różnorodność, aby przezwyciężyć rosnącą liczbę stresorów, takich jak pasożyty, choroby, niedożywienie i klimat zmiana.

To, co odkryli, jest alarmujące: populacja pszczół miodnych w USA ma niską różnorodność genetyczną, co może mieć negatywny wpływ na przyszłe zapylanie upraw i zrównoważony rozwój pszczelarstwa w tym kraju.

Badania, ostatnio podkreślone w Granice w genetyce, dokonano poprzez analizę różnorodności genetycznej populacji pszczół miodnych w USA za pomocą podejścia molekularnego, przy użyciu dwóch markerów mitochondrialnego DNA (mtDNA) (DNA specyficznie od matki). Naukowcy przebadali około 1063 pszczół pochodzących od pszczelarzy hobbystów i komercyjnych z 45 stanów USA, Dystryktu Kolumbii (DC) i dwóch terytoriów USA (Guam i Puerto Rico).

Dane pokazały, że zarządzane populacje pszczół miodnych w kraju intensywnie polegają na jednej linii ewolucyjnej pszczół miodnych. W rzeczywistości 94 procent pszczół miodnych w USA należało do północnośródziemnomorskiej linii C. Dane odzwierciedlają, że pozostała część różnorodności genetycznej należy do zachodniośródziemnomorskiej linii M (3%) i afrykańskiej linii A (3%).

„Ważne jest, abyśmy mieli realistyczne i dokładne oszacowanie różnorodności genetycznej pszczoły miodnej, ponieważ wskazuje to na zdolność owada do reagowania na choroby, adaptację do środowiska i produktywność” – powiedział Mohamed Alburaki, entomolog z ARS Research.

„Bez tego zapylacza będziemy świadkami drastycznego spadku ilości i jakości naszych produktów rolnych, takich jak migdały, jabłka, melony, żurawina, dynia, brokuły i wiele innych owoców i warzyw, do których jesteśmy przyzwyczajeni. nie czekaj, aż powoli nastąpi efekt domina i wpłynie to na nasze zaopatrzenie w żywność”.

Brak różnorodności genetycznej sprawia, że ​​amerykańskie pszczoły miodne są podatne na przetrwanie w zmieniających się klimatach, które są teraz bardziej wilgotne lub suchsze niż zwykle. Istnieją również obawy, że niezdolność pszczoły miodnej do zwalczania chorób lub infekcji pasożytniczych może negatywnie wpłynąć na zrównoważony rozwój pszczelarstwa.

Wyzwanie związane z osłabioną odpornością pszczół miodnych w USA stało się ekonomicznym obciążeniem dla producentów pszczół i pszczelarzy. W przeszłości pszczelarze amerykańscy ponieśli mniejsze straty w koloniach pszczół miodnych i raz w roku leczyli się przeciwko roztoczom Varroa (okrutnemu pasożytowi pszczół miodnych). W 2023 r. straty kolonii i śmiertelność zimowa osiągną wysoki szczyt, a roztocze Varroa wymaga wielu zabiegów rocznie, aby utrzymać je pod kontrolą.

„Jako badacza pszczół miodnych najbardziej martwi mnie fakt, że 77 procent naszych populacji pszczół miodnych jest reprezentowanych tylko przez dwa haplotypy, czyli matczyne DNA, podczas gdy w rodzimym zasięgu tego gatunku w Starym Świecie istnieją ponad setki haplotypów. ojczysta kraina ewolucji pszczół miodnych” – powiedział Alburaki.

„Wiele z tych haplotypów ewoluowało przez miliony lat w swoich rodzimych krajach i rozwinęło zdumiewające cechy adaptacyjne, które powinniśmy rozważyć włączenie do naszych amerykańskich populacji pszczół miodnych, zanim będzie za późno”.

Te złożone czynniki skłaniają Alburakiego i jego zespół badawczy ARS do opracowania rozwiązania, które będzie trwałe dla całego kraju. Zespół badawczy ocenia obecnie różnorodność ojcowską wcześniej analizowanych populacji, aby uzyskać pełny i dokładny obraz ogólnej różnorodności genetycznej populacji pszczół miodnych w USA. Badaczy interesuje także możliwość urozmaicenia stacji hodowlanych o matki pszczół miodnych o różnym podłożu genetycznym.

Badania Alburaki zidentyfikowały również i nazwały 14 nowych haplotypów w trzech liniach ewolucyjnych. Te haplotypy nigdy wcześniej nie były zgłaszane i mogą dostarczyć nowych informacji na temat ewolucji amerykańskiej pszczoły miodnej od czasu jej importu do Ameryki Północnej w XVII wieku. Istnieje nadzieja, że ​​naukowcy mogą wykorzystać te informacje do zlokalizowania i zwiększenia liczby tych rzadkich i nowych amerykańskich haplotypów, co może przyspieszyć proces osiągania zdrowszej różnorodności w krajowej populacji pszczół miodnych.