宾夕法尼亚州立大学的研究人员对蜜蜂寄生虫和病毒传播的季节性趋势进行了分析,他们认为,蜜蜂可能在每年春季野生大黄蜂病毒水平的上升中扮演着一个角色。

蜜蜂可能在向野生大黄蜂传播病毒的过程中发挥关键作用

这项研究发表在《生态圈》杂志上,发现蜜蜂体内的病毒水平始终高于大黄蜂。此外,虽然这两种蜜蜂在冬季的病毒流行率都较低,但只有大黄蜂在春季的病毒流行率可以忽略不计。

农业科学学院生物学和昆虫学副教授、该研究的通讯作者希瑟·海因斯 (Heather Hines) 表示,这表明蜜蜂可能会重新感染大黄蜂,而否则大黄蜂在每年春天的病毒流行率会很低。

她补充说,这些发现有助于提高对病原体如何在野生蜜蜂和人工饲养的蜜蜂之间传播的理解,以及蜜蜂体内的病原体为何发生变化以及如何减少这些病原体。

“我们的数据表明,健康的野生蜜蜂群落需要健康的蜜蜂群落管理,”她说。“有助于减少蜜蜂疾病负担的做法包括确保跨季节的高质量营养、减少杀虫剂和减轻瓦螨的危害,瓦螨是造成季节后期病毒载量增加的罪魁祸首。”

海因斯解释说,虽然研究指出蜜蜂是春季病毒的宿主,但这并不意味着蜜蜂不好,而是良好的蜜蜂群落管理对于健康的传粉昆虫群落很重要。

在全球范围内,大多数粮食作物和野生植物都依赖传粉媒介进行繁殖。管理蜜蜂群落为植物授粉对农业大有裨益,而本土蜜蜂物种(如大黄蜂和独居蜂)则提供天然授粉服务,可以促进结实(花朵结出果实),并且是许多植物物种授粉所必需的。

与蜜蜂不同,大黄蜂原产于美国,是该地区原产作物(如蓝莓和蔓越莓)的主要祖先传粉者。与此同时,起源于亚洲的蜜蜂是大多数果园作物的优秀传粉者,因为它们有能力为这些资源大规模招募成员。

海因斯说,虽然不同类型的蜜蜂有许多共同的特征,但它们也存在差异,这些差异可能会影响寄生虫和病毒传播等动态。

“蜜蜂是人工管理的多年生蜜蜂,而大黄蜂是一年生蜜蜂——它们以新蜂王的身份越冬,并于次年春天开始建立和发展蜂群,”她说。“这些不同的蜂群动态可能会影响疾病在人工管理的蜜蜂和本地蜜蜂之间的传播方式。”

许多不同的害虫和疾病都会对蜜蜂种群造成严重破坏,其中一些能够传播到多个蜜蜂物种。例如,畸形翅病毒 (DWV) 和黑蜂王台病毒 (BQCV) 都对蜜蜂和大黄蜂有害,并可在蜜蜂和大黄蜂之间传播。此外,有害寄生虫(如线虫和寄生蝇)也会在蜜蜂种群中传播。

在本研究中,研究人员旨在研究季节性趋势是否以及如何影响病毒和寄生虫的传播。他们在四年中的多个时间段内在中心县的六个不同地点收集了大黄蜂和蜜蜂。

然后,研究人员使用分子生物标记物筛查蜜蜂腹部的 DWV 和 BQCV,并使用显微镜筛查原生动物病原体和寄生虫。最后,他们比较了这些病毒和害虫在不同时期在不同蜜蜂物种中的流行情况。

研究人员发现,DWV 和 BQCV 在大黄蜂和蜜蜂中都很常见,这两种物种在秋季的 DWV 水平较高,在中期的 BQCV 水平较高。然而,蜜蜂全年携带这两种病毒的水平都较高。

海因斯说,最明显的季节差异出现在春季。

“春季大黄蜂的病毒水平可以忽略不计,这表明蜂王要么具有抵抗力,要么在越冬期间感染后死亡,”她说。“到春季,蜜蜂群落的病毒流行率也往往较低,但与大黄蜂相比,它们仍保持着相当高的病毒水平。这意味着蜜蜂充当了病毒储存器,可以重新感染本地蜜蜂群落,而本地蜜蜂群落会在春季自然清除这些病毒。”

海因斯表示,这项研究为越来越多的研究提供了新内容,这些研究涉及管理蜜蜂对蜜蜂群落疾病负荷的影响。具体来说,海因斯实验室一直参与研究美国东部地貌对大黄蜂病原体负荷的影响,力求更好地了解哪些因素可以得到管理,从而对这些蜜蜂的疾病产生最大影响。

研究人员表示,未来对蜂王免疫力和对病原体的脆弱性的进一步研究将有助于更好地理解这些模式。

这篇论文的第一作者是 Briana Wham,她在宾夕法尼亚州立大学获得昆虫学博士学位,目前是宾夕法尼亚州立大学的研究数据馆员。Elyse McCormick 曾是宾夕法尼亚州立大学的研究技术员,现在是马萨诸塞大学的博士生,她和几位在本科期间参与这项研究的宾夕法尼亚州立大学校友,包括 Casey Carr、Nicole Bracci、Ashley Heimann、Timothy Egner 和 M. Jesse Schneider,都是这项研究的共同作者。