_ Noi indicii despre modul în care dioxidul de carbon afectează reproducerea bondarilor

În timp ce un apicultor suflă nori de dioxid de carbon într-un stup pentru a calma insectele este o imagine familiară pentru mulți, se știe mai puțin despre celelalte efecte ale sale asupra albinelor. Un studiu recent a dezvăluit indicii despre modul în care compusul chimic afectează fiziologia albinelor, inclusiv reproducerea.

Echipa de cercetare, condusă de un entomolog de la Colegiul de Științe Agricole din Penn State, și-a propus să dezlege modul în care dioxidul de carbon pare să ocolească diapauză, o fază similară cu hibernarea în timpul căreia albinele dorm peste iarnă, pentru a declanșa procesul de reproducere la matcile bondarilor.

Cercetătorii au descoperit că dioxidul de carbon a indus mai întâi o schimbare a metabolismului, care a declanșat apoi efecte secundare asupra reproducere. Descoperirile, publicate recent în Insect Biochemistry and Molecular Biology, au fost contrare ipotezelor anterioare.

„Anterior, se credea că CO2 afecta direct reproducerea, dar acest studiu este unele dintre primele dovezi care arată că acest lucru este probabil. nu este cazul”, a spus Etya Amsalem, profesor asociat de entomologie. „Am descoperit că CO2 modifică modul în care macronutrienții sunt stocați și realocați în organism. Faptul că procesul de reproducere este apoi pornit este doar un artefact al acestor procese.”

Conform cercetătorilor, dioxidul de carbon este folosit în mod obișnuit de către apicultori și cercetători pentru a seda albinele și alte insecte. Dar, pe lângă inducerea unui efect calmant, dioxidul de carbon poate declanșa și o serie de alte răspunsuri fiziologice.

De exemplu, în timp ce reginele bondarilor intră de obicei în diapauză în lunile de iarnă înainte de a începe o nouă colonie în primăvară, Fermierii de albine și cercetătorii pot folosi dioxidul de carbon pentru a declanșa procesul de reproducere al reginei mai devreme decât s-ar întâmpla de la sine.

Amsalem a spus că există mai multe motive pentru care ea și ceilalți cercetători au dorit să efectueze studiul. În primul rând, deoarece dioxidul de carbon este utilizat atât de larg, ea a spus că este important să înțelegem modul său de acțiune la insecte și în special la bondari, unde este un instrument util pentru stupinele comerciale pentru a produce colonii pentru polenizare pe tot parcursul anului. Dar a doua a fost să înțelegem mai bine cum utilizarea dioxidului de carbon ar putea influența și rezultatele cercetării.

„Știm că dioxidul de carbon poate avea multe efecte, inclusiv asupra comportamentului”, a spus Amsalem. „Deci, dacă faci un studiu asupra efectelor unei manipulări specifice asupra comportamentului albinelor și folosești CO2 ca anestezic, ce studiezi cu adevărat – efectul manipulării tale sau efectul CO2?”

Pentru studiu, cercetătorii au efectuat două faze de experimente. În primul, cercetătorii doreau o mai bună înțelegere de bază a efectelor fiziologice ale dioxidului de carbon asupra reginelor bondarilor.

Cercetătorii au împărțit albinele în două grupuri: unul care a rămas netratat și altul care a fost tratat cu carbon. dioxid. Echipa a examinat apoi albinele la trei momente: imediat după tratament și apoi trei și 10 zile mai târziu. La fiecare moment, cercetătorii au examinat ovarele și au măsurat concentrațiile de macronutrienți în mai multe țesuturi, ceea ce a oferit indicii despre modificările funcției metabolice de-a lungul timpului.

„Mătcile tratate cu CO2 au prezentat niveluri mai mari de activare ovariană decât cele netratate. ”, a spus Amsalem. „Mătcile tratate au experimentat, de asemenea, o schimbare în alocarea macronutrienților, cu mai puține lipide în organul cunoscut sub numele de „corp gras” și mai mult glicogen [o formă stocată de glucoză] și proteine ​​în ovare.”

Cu acest lucru. informațiile de bază, cercetătorii au vrut apoi să dezvăluie modul în care dioxidul de carbon a afectat atât metabolismul, cât și reproducerea. Ei au folosit dioxid de carbon pentru a trata două grupuri suplimentare de matci: un grup căruia i-au fost îndepărtate ovarele și altul care a fost tratat cu un antagonist al hormonilor juvenili.

Cercetătorii au explicat că acest antagonist reduce nivelurile de hormon juvenil, care reglează reproducerea și accelerează metabolismul, la bondari. Oamenii de știință au bănuit că acest hormon este important pentru modul în care dioxidul de carbon ar putea afecta fiziologia insectelor.

De data aceasta, ei au descoperit că albinele cărora li s-au îndepărtat ovarele au experimentat o schimbare similară a macronutrienților cu albinele din control. grup care avea încă ovarele. Cercetătorii au spus că acest lucru sugerează că dioxidul de carbon afectează mai întâi metabolismul, deoarece albinele fără organele lor de reproducere au încă experimentat același efect.

În plus, albinele tratate cu inhibitor al hormonilor juvenili nu au prezentat aceste efecte metabolice, care cercetătorii au spus că confirmă rolul acestui hormon în medierea efectelor dioxidului de carbon.

Amsalem a spus că descoperirile sunt importante pentru înțelegerea nu doar a modului în care dioxidul de carbon afectează bondarii, ci și toate insectele.

„CO2 are multe efecte diferite asupra insectelor, așa că, în calitate de oameni de știință, încercăm să găsim un efect pe care îl au toate în comun, astfel încât să putem găsi procesul sau mecanismul precis care creează aceste efecte”, a spus ea. „De exemplu, afectează pozitiv reproducerea la albine, dar ar putea să o inhibe la alte insecte. Nu este consecvent în modul în care afectează reproducerea. Dar credem că este consecvent în modul în care afectează metabolismul.”

Katherine Barie, fost student absolvent la Colegiul de Științe Agricole, și Eran Levin, cercetător la Universitatea din Tel Aviv, au participat și ei la această lucrare.

(Fluierul)