保持距離,以策安全?蜜蜂也會用社交距離對抗疾病

0

研究人員發現,當被蟎蟲侵擾時,負責覓食的蜜蜂會遠離群體中心,以避免造成疫情擴散。

自從 COVID-19 肆虐全球,許多國家採取封城措施以減少傳染的機會,在過去的 18 個月裡,人類對「社交距離 ( Social distancing )」這個詞已經非常熟悉。日前一份研究證明,當健康可能受到威脅時,人類並不是唯一會透過「保持距離」及減少群聚,以抵抗病原體或寄生蟲傳播的生物-蜜蜂也會透過這樣方式以避免群體染疫。

科學家針對一群蜜蜂(Apis mellifera)進行保持距離以減少外來蟎蟲 ( Varroa destructor ) 威脅的研究。這份研究希望能透過蜜蜂對空間的使用,以及行為的改變,來了解這些方法是否能有效減少寄生蟲的威脅。

研究人員 Alessandro Cini 博士及其同事在《科學進展》雜誌上撰文描述了他們第一次觀察義大利撒丁島的蜂箱,並將自然感染蟎蟲的蜂箱中蜜蜂的行為,與經過處理以去除蟎蟲的蜂箱中的蜜蜂行為進行比較。 

Cini 博士說:「如果你認為人類有大腦、是有意識的,而人類需要時間來調整我們的日常行為以應對 Covid-19,那麼當看到其他動物也在做類似的事情,是非常令人興奮的。」

基因線上國際版:藻類是生物技術的未來?

 

降低蟎蟲入侵策略 1:改變搖擺舞位置

蜂群內負責覓食的年長蜜蜂,會表演搖擺舞(Waggle dance)來指示食物來源的方向,而透過架設攝影機在蜂巢內的紀錄顯示,當蜂巢被蟎蟲侵擾時,覓食者舞蹈的位置就會出現改變,也會主動遠離幼蜂、蜂后和育雛細胞的群體中心。由於負責覓食的蜂群是造成蟎蟲入侵的主要入口之一,因此,覓食者越遠離幼蟲和幼體,越能防止蟎蟲在群體內傳播。

 Cini 說,這可能有助於將感染保持在可以控制的水準之內,進而限制損害程度。這結果即說明蜜蜂藉由改變「空間使用」和「社交互動」來防止蟎蟲入侵,同時,拉大年輕蜜蜂(年齡在6 至 11 天之間的幼蜂,負責保姆任務)和年長蜜蜂(負責覓食任務)之間的社交距離。

這種組成型免疫防禦可以通過豐富的策略進行及時反應,即當受到寄生蟲或病原體(誘導組織免疫)的挑戰時,調整群體社交網絡和巢內空間使用,以進一步降低風險傳播疾病、有效地限制蜂巢內寄生蟲的傳播,這是過去未曾在蜜蜂行為研究中報導過的限制策略。

降低蟎蟲入侵策略 2:改變異體梳理習慣

研究小組還發現蜜蜂同種異體梳理(Allogrooming, 或稱為社交梳理 Social grooming)的習慣上發生了變化,這種梳理是一隻蜜蜂替另一隻蜜蜂去除身上的外來顆粒和寄生蟲的社會行為。

在未受感染的蜂群中,相互梳理往往集中在蜂巢中央部分的幼蜂中,但研究人員發現,當存在蟎蟲時,情況有所改變,蜂群可能將注意力集中在群體中更重要的部分,而不是梳理工作。該團隊隨後在實驗室進行了實驗,實驗組為透過人工方式用蟎蟲感染了 12 隻幼蜂,並將牠們與未感染的群體進行了比較。

這一次,研究小組發現受感染群體之間的社交距離沒有增加, Cini 表示,這可能反映對蜂群而言「小規模的社交距離,成本可能太高」畢竟出蜜蜂彼此依賴,而當蟎蟲存在時,覓食者和幼蜂保持距離更為重要。

但在梳理行為方面蜂群也展現了差異:與未感染群體中的個體相比,受感染的蜜蜂得到更多的梳理,更多的檢查,與它們分享食物的次數也更多。

從組織免疫策略觀點來看,受感染的蜜蜂得到更多的梳理與食物的結果,似乎與減少接觸以減少蟎蟲傳播的預測相矛盾,然而從社會免疫的角度來看,「護理的增加」可能是一個合理的解釋,因為這種行為可能有助於減少寄生蟲對個體帶來的負擔。需要身體接觸的照顧行為可能促進其傳播給照顧者,經研究的綜合結果表明,當疫情發生時,保持一定程度的社會疏離縱然是必須的,但在大規模(即群體水平)而不是小規模(在一群蜜蜂中)疫情的情況下,照顧行為似乎佔了上風。

這表明照護行為和由於社會互動引起的傳播風險之間的權衡,可能因空間尺度和綜合因素考量的排列組合而異。

由上述研究總結,寄生蟎蟲是蜜蜂 A. mellifera 最嚴重的威脅之一,蟎蟲的傳播導致蜜蜂群內一系列顯著的行為變化。例如,這種寄生蟲會影響育雛活動,導致覓食者的定向能力改變。這項研究顯示了自然選擇在社會行為進化中的力量,還有社會行為的動態變化,以適應不斷變化的環境。

疫情的最佳解決之道?找出組織免疫與社會結構之間的平衡

社會疏遠、封城等作為,這些對疾病的反應行為對所有社會動物來說,代價肯定是高昂的,但這種策略在自然界廣泛使用,表明其收益可能大於成本。

群居昆蟲表現出的根據疾病傳播風險,調節其社會結構,使個體能夠盡可能地最大限度地利用社會交往的好處,並將傳染病的特定風險降至最低。此外,為了最小化社會成本,可以有利於社會結構的特定變化(例如:空間、頻率和網絡屬性),同時保持群體內的互動。

A. mellifera 蜂群社會免疫的研究結果表明,V. destructor 蟎觸發了蜜蜂的行為和空間變化,以回應受到侵擾的狀況並阻止蔓延。這種行為可塑性可能有助於在訊息傳遞(這在如蜜蜂等社會性生物中必不可少)與對抗疾病和寄生蟲在蜂巢中的傳播之間找到平衡。從研究蜜蜂的社交距離策略,可帶給正在經歷 COVID-19 的人類相當大的啟發;面對未來,人類也同樣要找到一個與病毒共存的平衡點。

延伸閱讀:抑制癌細胞自我修復! 油桐樹 curcusone D 如何做到?

 

參考資料:

  1. https://www.theguardian.com/environment/2021/oct/29/honeybees-use-social-distancing-when-mites-threaten-hives-study
  2. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj1398

©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因線上版權所有 未經授權不得轉載。合作請聯繫:service@geneonlineasia.com

error: 注意: 右鍵複製內容已停用!