Ученые обнаружили, что пчелиные ульи работают как живая иммунная система

Ученые из Университета Сиднея под руководством Кении Фернандес обнаружили, что пчелиные ульи функционируют как живые иммунные системы со слоистой противомикробной защитой, организованной для защиты яиц и личинок в центре улья. Исследование, опубликованное в журнале ISME Communications, показало, что различные материалы улья — мед, прополис, воск и пыльца, стратегически размещены в разных отсеках, создавая многоуровневую систему обороны, где самые сильные защиты находятся на внешних слоях, а более целенаправленная защита обеспечивает безопасность расплода в центре.

Пчелиные ульи представляют собой не просто жилища для пчел, но также выполняют функции рабочих мест, ресторанов и больниц. Теперь к этому списку можно добавить еще одну функцию — иммунной системы. Исследователи собрали образцы меда, пыльцы, пчелиного воска и прополиса из 24 колоний медоносных пчел на пяти пасеках в Тобал Колледж, Новый Южный Уэльс, и проанализировали их противомикробные и химические свойства. Команда также взяла образцы самих пчел для изучения микробных сообществ, живущих в их кишечнике, и противомикробных свойств их секретов и тканей тела.

Многоуровневая система защиты улья

Улей состоит из восковых сот, которые действуют как хранилища. Естественная иммунная система улья организована слоями для защиты яиц и личинок, находящихся в центре улья. Области улья, подверженные воздействию внешней среды, обладают самыми сильными естественными защитами.

Мед из этих ульев показал наиболее мощные противомикробные способности наряду с прополисом, который пчелы используют для запечатывания щелей и трещин. Анализ показал, что мед и прополис постоянно богаты биоактивными соединениями, включая перекись водорода в меде и растительные соединения, называемые флавоноидами, в прополисе.

По словам ведущего исследователя Кении Фернандес, лауреата премии NSW Tall Young Poppy 2026 года, по мере продвижения к центру улья противомикробные защиты становятся более целенаправленными. Восковые соты, хранящаяся пыльца и собственные тела пчел помогают фильтровать вредные бактерии и грибки, одновременно поощряя полезные виды. Эта слоистая организация показывает, как пчелы создали сложную систему защиты, где каждый материал выполняет специфическую роль в общей иммунной стратегии колонии.

Зависимость от окружающей среды

Исследование выявило важную связь между здоровьем ульев и состоянием окружающей их экосистемы. Ульи, расположенные вблизи естественных лесных массивов или сельскохозяйственных угодий, демонстрировали разные химические защиты в зависимости от доступных ресурсов. Соавтор исследования Элизабет Фрост, технический специалист по пчелам в Департаменте первичной промышленности и регионального развития Нового Южного Уэльса, отмечает, что здоровые ульи зависят от здоровых экосистем и находятся под их влиянием. Расчистка земель и интенсивное сельское хозяйство могут тихо подрывать естественные защиты пчел.

Полученные результаты создают веские аргументы в пользу защиты разнообразных цветущих местообитаний, которые поддерживают здоровые ульи. Понимание того, как пчелы используют различные материалы для создания слоистой иммунной системы, может помочь в разработке стратегий по улучшению здоровья пчелиных колоний. Это особенно важно в условиях продолжающегося сокращения численности пчел во всем мире, что угрожает опылению сельскохозяйственных культур и биоразнообразию экосистем.

Роль различных материалов улья

Мед, расположенный во внешних частях улья, действует как первая линия обороны благодаря высокому содержанию перекиси водорода и других противомикробных соединений. Прополис, который пчелы собирают из растительных смол, используется для запечатывания трещин и создания барьера против патогенов. Восковые соты в центральных областях обеспечивают более избирательную защиту, создавая среду, которая подавляет вредные микроорганизмы, но поддерживает полезные микробные сообщества. Пыльца, хранящаяся в сотах, также содержит противомикробные соединения, которые помогают защитить развивающихся личинок.

Итоги исследования

В результате проведенного анализа ученые впервые показали, что пчелиные ульи функционируют как сложные живые иммунные системы с пространственно организованной химической защитой, которая формирует микробные сообщества в колониях медоносных пчел. Эта многоуровневая система обороны, где внешние слои обеспечивают максимальную защиту, а внутренние более целенаправленную фильтрацию, демонстрирует удивительную способность пчел создавать коллективную иммунную защиту. Открытие подчеркивает критическую важность сохранения разнообразных цветущих местообитаний для поддержания естественных защитных механизмов пчел и обеспечения их выживания в условиях современных экологических вызовов.