Ίχνη DNA στο μέλι δείχνουν πως εξαπλώνονται τα μικρόβια

Οι ιαματικές ιδιότητες του μελιού και των προϊόντων μέλισσας, είναι γνωστές σε όλους μας. Επιπλέον, οι μέλισσες αποτελούν δείκτη της οικολογικής βιοποικιλότητας. Τώρα, ερευνητές από το Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμιγκ» ανακάλυψαν μια καλύτερη μέθοδο που χαρακτηρίζει τα ίχνη DNA των μελισσών στο μέλι, αποκαλύπτοντας τα είδη με τα οποία ήρθαν σε επαφή οι μέλισσες για να το δημιουργήσουν.

Η μελέτη με επικεφαλής τον ερευνητή Δρ Σόλεν Παταλάνο που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Molecular Ecology Resources, επέτρεψε στους ερευνητές να παρακολουθήσουν τι τρώνε οι μέλισσες στη διάρκεια ενός έτους, μέσω της μικροχλωρίδας τους, η οποία ελέγχθηκε χωρίς επεμβατικό τρόπο, δηλαδή χωρίς να θυσιάζονται οι μέλισσες. Η μέθοδος παρακολούθησης αποκάλυψε όχι μόνο με τι τρέφονται οι μέλισσες, αλλά και με τι παθογόνους μικροοργανισμούς έρχονται αντιμέτωπες, στη διάρκεια της περιπλάνησής τους στη φύση. την παρακολούθηση της μεταβλητότητας της δίαιτας των μελισσών κατά τη διάρκεια του έτους, αποκαλύπτοντας τη μικροχλωρίδα των μελισσών με μη επεμβατικό τρόπο, καθώς και τον εντοπισμό παθογόνων ειδών με τα οποία αντιμετωπίζουν. Η έρευνα βρίσκεται σε πρώιμο στάδιο, όμως μπορεί να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο κατανοούμε τα οικοσυστήματα που προτιμούν οι μέλισσες.

Οικοσυστήματα που προτιμούν οι μέλισσες

Γιατί κάτι τέτοιο θα ήταν σημαντικό;

Γιατί υπάρχει μια πολύ λεπτή ισορροπία που καθορίζει σε ποιο σημείο του περιβάλλοντος ζει ένας οργανισμός και οδηγεί σε προσαρμογή τα άλλα είδη που συνυπάρχουν στον ίδιο βιότοπο. Επικονιάζοντας δέντρα και λουλούδια, οι μέλισσες εκμεταλλεύονται ένα μεγάλο αριθμό ανθοφόρων φυτών για τους δικούς τους πόρους διατροφής και την ανάπτυξή τους. Από την άλλη πλευρά, οι αποικίες μελισσών αποδυναμώνονται επίσης όταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες ευνοούν τον πολλαπλασιασμό παθογόνων ειδών, όπως τα ακάρεα Varroa. Η δυναμική των ειδών στους βιοτόπους που προτιμούν οι μέλισσες είναι επομένως άρρηκτα συνδεδεμένη με τον τύπο του οικοσυστήματος και τις εποχιακές του αλλαγές.

Αντιμέτωπες με την αυξανόμενη αναδιάρθρωση των γεωργικών περιοχών και τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, οι περιοχές που ζουν οι μέλισσες γίνονται πιο ευάλωτες. Γνωρίζοντας όμως πώς αλληλεπιδρούν οι μέλισσες με τα είδη που τις περιτριγυρίζουν, θα μπορέσουμε να εντοπίσουμε τις περιόδους και τις περιοχές που τις θέτουν σε κίνδυνο.

«Αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό σε αγροτικά περιβάλλοντα, όπου οι αλληλεπιδράσεις των ειδών επηρεάζουν την παραγωγικότητα των καλλιεργειών. Είναι προκλητικό το πόσο εξαρτάται η τροφή και επιβίωσή μας από την καλή λειτουργία των μικροσκοπικών εντόμων», σχολίασε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Αναστάσιος Γαλάνης.

Μέλι – δείκτης βιοποικιλότητας

Οι μέλισσες φτιάχνουν μέλι αναρροφώντας το νέκταρ και τη γύρη από τα λουλούδια για να τραφούν και στη συνέχεια τα τοποθετούν στα κελιά της κυψέλης μέχρι να εξατμιστεί αρκετό νερό. Μέσω αυτής της διαδικασίας, το μέλι έρχεται σε επαφή με διάφορους οργανισμούς και, ως εκ τούτου, περιέχει DNA από πολλά είδη, που συλλογικά ονομάζονται περιβαλλοντικό DNA (eDNA). Αυτό προέρχεται από τα φυτά που τρύγησαν οι μέλισσες, τα βακτήρια του εντέρου των μελισσών και πιθανά παθογόνα της κυψέλης. Η νέα μέθοδος που δημοσιεύθηκε, προβλέπει την αλληλούχιση και πλήρη ταυτοποίηση των στοιχείων eDNA που βρίσκονται στο μέλι. Όπως εξήγησε ο Γαλάνης: «με τη νέα μέθοδο, μπορούμε να είμαστε αρκετά σίγουροι για την ταυτοποίηση ορισμένων ειδών».

Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές ανέλυσαν πολλά δείγματα μελιού από ένα μελισσοκομείο που βρίσκεται σε ένα τυπικό μεσογειακό σημείο. Εντόπισαν περισσότερα από 40 είδη φυτών που αντικατοπτρίζουν όλη τη βοτανική ποικιλομορφία που περιβάλλει τις κυψέλες. «Αυτό που ήταν πολύ εντυπωσιακό», είπε ο Δρ Παταλάνο, «είναι να δούμε πόσο μεταβλητή είναι η αφθονία του eDNA των φυτών κατά τη διάρκεια των εποχών, αντανακλώντας τέλεια τις συμπεριφορικές προσαρμογές αναζήτησης τροφής που ακολουθούν την ανθοφορία των φυτών». Οι ερευνητές συνέκριναν επίσης τα διάφορα δείγματα μελιού με τη χρήση μελισσοπαλινολογίας (χρησιμοποιείται το σχήμα των κόκκων γύρης για χαρακτηρισμό). Πέρα από τη μεγάλη συμπληρωματικότητα των δύο αναλύσεων, η μελέτη αποκάλυψε ότι η μεταγονιδιωματική προσέγγιση αποκαλύπτει επίσης συμπεριφορά αναζήτησης τροφής χωρίς γύρη, όπως η αναζήτηση τροφής από μελίτωμα πεύκου, μια σημαντική πηγή τροφής για την επιβίωση των μελισσών στις αρχές του φθινοπώρου.

Πρόβλεψη ασθενειών και εξάπλωσης παθογόνων

Η επιλογή βιοτόπου από τις μέλισσες, ξεπερνά κατά πολύ την επιλογή των φυτών που ευδοκιμούν στο σημείο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν πολύ μεγαλύτερο αριθμό θραυσμάτων DNA από μικρόβια που θεωρούνται αβλαβή και αποτελούν το βασικό είδος του μικροβιώματος της μέλισσας. Ο Δρ Παταλάνο εξηγεί: «Όπως το μικροβίωμα του ανθρώπινου εντέρου, το μικροβίωμα του εντέρου της μέλισσας είναι ένα σημαντικό στοιχείο της υγείας τους. Γνωρίζουμε ήδη ότι οι περιβαλλοντικοί στρεσογόνοι παράγοντες, όπως τα φυτοφάρμακα, μπορούν να βλάψουν σοβαρά τις μικροβιακές κοινότητες του εντέρου και να αυξήσουν τον κίνδυνο για ασθένεια στις μέλισσες. Αλλά το πώς λειτουργεί αυτό παραμένει σε μεγάλο βαθμό άγνωστο». Με αυτήν την εργασία, οι ερευνητές παρέχουν στοιχεία ότι η προσέγγιση της μεταγονιδιωματικής του μελιού επιτρέπει τη μελέτη της παραλλαγής του μικροβιώματος του εντέρου χωρίς την ανάγκη θυσίας των μελισσών.

Οι ερευνητές αναζήτησαν επίσης την παρουσία eDNA από πιθανά παθογόνα. Βρήκαν ότι τα ίχνη του eDNA του ακάρεου Varroa στο μέλι ταίριαζαν άμεσα με την παρατηρούμενη μόλυνση της κυψέλης. Είναι ένα πολλά υποσχόμενο σημάδι ότι αυτή η έρευνα θα μπορούσε τελικά να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση και την πρόβλεψη ασθενειών και παθογόνων σε μελέτες μεγάλης κλίμακας.

«Στο μέλλον, αυτή η εργασία μπορεί επίσης να έχει πολύ σημαντικές επιπτώσεις για τον άνθρωπο. Εάν θέλουμε να διασφαλίσουμε υπηρεσίες οικοσυστήματος, όπως η επικονίαση φρούτων και λαχανικών, διατηρώντας παράλληλα τη βιοποικιλότητα των ειδών, θα πρέπει να διασφαλίσουμε την υγεία των μελισσών. Και η πρόκληση εστιάζεται στην ανάπυξη στρατηγικής που θα παρακολουθεί τους βιότοπους για όλους τους επικονιαστές», κατέληξε ο δρ Παταλάνο.