Снижение численности шмелей связано с нарушением микробиома кишечника из-за загрязнения воздуха

Исследование шмелей выявило потенциальную причину сокращения их популяции. Учёные из Лестерского университета, изучая воздействие на шмелей твёрдых частиц в воздухе, установили, что разнообразие и поведение микробного сообщества в кишечнике пчелы меняется под воздействием содержащегося в загрязнённом воздухе чёрного углерода. Это нарушает работу полезных бактерий, обитающих там.

Пчёлы жизненно важны для экосистемы и сельского хозяйства, так как опыляют дикие растения и сельскохозяйственные культуры. Однако их популяции сокращаются: многие виды уже исчезли, другие находятся под серьёзной угрозой.

Ключевым компонентом здоровья пчёл является их специализированный, полезный микробиом кишечника — сообщество бактерий, поддерживающее их здоровье.

Результаты исследования группы под руководством профессора Джули Морриси из Департамента генетики, геномики и онкологических наук Лестерского университета опубликованы в журнале npj Biofilms and Microbiomes.

Методы и результаты исследования

• В лабораторных условиях учёные выращивали полезную бактерию кишечного микробиома пчёл Snodgrasella alvi и подвергали её воздействию чёрного углерода. S. alvi колонизирует толстую кишку пчёл, образуя биоплёнку — защитную матрицу, способствующую закреплению бактерий на поверхностях.
• Было обнаружено, что воздействие чёрного углерода изменило поведение S. alvi, а также структуру и формирование её биоплёнки.
• Исследователи также изучили влияние загрязнения чёрным углеродом на живых шмелей. Они взяли пробы у пчёл до и после воздействия загрязнения и измерили количество бактерий в их кишечнике.
• Для измерения микробиома кишечника брались фекальные образцы, что позволило провести многократный отбор проб у одной особи. Результаты показали значительное изменение количества полезных бактерий, жизненно важных для здоровья микробиома кишечника пчелы.

Значение работы

Доктор Ханна Сэмпсон, первый автор исследования, отметила: «Сокращение популяций пчёл в последнее время заставило задуматься о факторах, которые могут быть этому причиной. До сих пор это связывали с потерей среды обитания, использованием пестицидов, распространением болезней пчёл и изменением климата. Микробиом кишечника пчелы — важнейший компонент её здоровья. Наше исследование показало, что загрязнение воздуха оказывает прямое, измеримое воздействие на полезные комменсальные бактерии и микробиом. Наши данные подчёркивают, что загрязнение воздуха — малоизученный риск для здоровья насекомых-опылителей».

Профессор Морриси добавила, что необходимо больше исследований: «Это исследование показывает прямое влияние загрязнения воздуха на бактерии и полезные микробные сообщества у важных насекомых-опылителей. Однако загрязнение воздуха может влиять на микробные сообщества во всех экосистемах, включая человека, и пагубные последствия этого воздействия до сих пор не изучены».