Ученые из Сианьского университета Цзяотун-Ливерпуль изучили то, что обычно остается вне поля зрения, — кишечник дикой городской пчелы. И оказалось, что он может многое рассказать о состоянии городской среды. Исследование, опубликованное в журнале Insect Science, предлагает новый метод экологического мониторинга — через анализ микробиома опылителей.
В ходе эксперимента ученые изучали пчелу-каменщицу Osmia excavata, обычный для городов вид. С помощью метагеномного секвенирования исследователи проанализировали ДНК одной пчелы на десяти городских сельскохозяйственных участках Сучжоу. Один образец дал сразу несколько слоев информации — чем пчела питалась, какие бактерии и вирусы обитали в ее кишечнике и присутствуют ли гены устойчивости к антибиотикам. В совокупности эти данные отразили влияние городской среды — от дефицита цветочных ресурсов до следов загрязнения и патогенов.
Анализ пыльцы показал, что рацион городских пчел заметно обеднен. Основу питания составляли крестоцветные культуры и декоративный платан. Последний не считается предпочтительным источником нектара, и его частое присутствие указывает скорее на отсутствие альтернатив. Набор растений в рационе точно повторял местную городскую растительность, демонстрируя, насколько сильно структура застройки и озеленения определяет доступность пищи для опылителей.
Кишечный микробиом в целом оставался стабильным. Его основу составляли гаммапротеобактерии, прежде всего бактерии рода Sodalis, которые играют ключевую роль в расщеплении оболочек пыльцы и усвоении питательных веществ. Однако на двух участках Sodalis почти отсутствовал. Его место заняли условно-патогенные бактерии, включая Pseudomonas, что может указывать на неблагоприятные условия и нарушение микробного баланса.
Дополнительным сигналом стали гены устойчивости к антибиотикам. В микробиоме обнаружили 173 таких гена, включая мультирезистентные варианты. Их общий уровень был низким, но состав и распределение сильно различались между районами, отражая неоднородное воздействие городской среды и человеческой деятельности.
Вирусный состав кишечника оказался не менее информативным. Помимо большого числа ранее неизвестных бактериофагов, ученые выявили нитевидный вирус медоносных пчел Apis mellifera — известный патоген. Его присутствие в нескольких районах говорит о возможной передаче вирусов через общие цветочные ресурсы между домашними и дикими пчелами. При этом бактериофаги играли стабилизирующую роль: там, где их становилось меньше, возрастала доля патогенных бактерий и вирусов.
Авторы отмечают, что именно сочетание бактерий и вирусов делает микробиом более устойчивым. Изменения в этих микробных сообществах могут служить ранним индикатором экологического неблагополучия — раньше, чем проблемы становятся заметны на уровне популяций.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в пчелином меде нашли информацию о здоровье пчел.
