Jak se norské včely vypořádají s kleštíkem

Pokusná populace včely medonosné Buckfast přežívá v norském regionu Østlandet už dvacet let bez ošetření proti varroóze. Jaké obranné strategie se u ní vyvinuly? Poznatky shrnují odborné články publikované v loňském roce.

Za 40 let invaze kleštíka včelího (Varroa destructor) v Česku jsme se v boji s ním moc neposunuli. Jsme zahrabaní v zákopech na frontě a možná spíš častěji velíme k ústupu, než postupujeme vpřed. Jinde v Evropě to není o mnoho lepší. Přestože pokusy s postupným šlechtěním varroatolerantní včely běží už dvě dekády, výsledky jsou spíš rozpačité. Největším učitelem tak zůstává přísná ruka přírodního výběru, která, pokud má možnost, přirozeně odolná včelstva odhalí. Jen díky ní dnes můžeme zkoumat varroatolerantní včely z oblasti Avignon a Le Mans ve Francii, populaci z Arnot Forest v USA či včelstva na ostrově Gotland ve Švédsku (viz úvodní obrázek a (1)).

Taktika: Zpomalit množení kleštíka

V roce 2017 vyšla práce (2) shrnující poznatky o varroatolerantní populaci včely medonosné z regionu Østlandet v Norsku. Pokusné včely z jedné odloučené oblasti zde nebyly ničím ošetřovány od roku 1997. Zprvu sice došlo k nárůstu počtu kleštíků a k četnějším úhynům, zdravá přeživší včelstva však byla množena a využita pro obnovu chovů. Zhruba posledních deset let jsou zimní úhyny v této populaci pod národním průměrem (méně než 10%). Včely jsou přitom na první pohled zcela obyčejné, smíšeného původu odvozeného původně od plemene Buckfast.

Při bližším zkoumání vyšlo najevo, že za odolností včelstev stojí snížená schopnost rozmnožování kleštíků. Plodnost jejich samiček se v porovnání s roztoči v citlivých včelstvech lišila o celých 30%. V důsledku toho byl nižší i celkový počet roztočů ve včelstvu. Autorům výzkumu se přitom nepodařilo prokázat, že by za odolností stál grooming („hřebelcování“) či VSH (varroasenzitivní hygiena). Mechanismus varroatolerance tak nám nedočkavým čtenářům zůstával po nějakou dobu skryt, ačkoliv vědecký tým z Norska už zřejmě věděl své. Hned v roce 2018 totiž vyšly další dvě publikace, které do celé záhady vnášejí kýžené paprsky světla.

Obranná strategie plodu

Østlandetská včelstva rozmnožování kleštíka kontrolují minimálně dvěma způsoby. Prvním z nich je zkrácení doby, po kterou se kukla vyvíjí pod víčkem (tzv. fáze zavíčkovaného plodu) (3). Zjištěný rozdíl mezi odolnými a citlivými včelstvy sice není velký (viz Obrázek A), ale zkrácení vývoje o pouhou hodinu prý může snížit reprodukční úspěch roztoče až o 8,7%. Zajímavé je, že délka vývoje včely pod víčkem se neliší jen mezi různými včelstvy, ale také mezi jedinci v rámci jednoho včelstva. Individuální rozdíly jsou prý dány geneticky – jedná se tedy o obrannou strategii plodu. V citované práci včely vybíhaly 264 – 304 hodin po zavíčkování.

Obrázek A:

Délka fáze zavíčkovaného dělničího plodu včely medonosné (A. mellifera) s frekvencí výskytu v jednotlivých kategoriích. Vzorky pocházející z populací přirozeně odolných vůči roztoči Varroa destructor (tmavě šedá) a z jedné citlivé populace (světle šedá). Včely z odolných populací vybíhaly statisticky významně  dříve než včely z citlivé populace. (χ2 = 14.369, df = 5, p=0.013). Převzato z publikace Oddie et al. 2018 (3).

O zkrácení vývojové fáze jakožto obrany proti Varroa destructor rozhodně neslyšíme poprvé. Stejnou strategii volí i některá africká plemena. Vzhledem k dobré dědičnosti je tato vlastnost dlouhodobě v ohnisku zájmu některých šlechtitelských programů. Jak však autoři citované práce přiznávají, sama o sobě ke zvládnutí kleštíka nestačí.

Obranná strategie dospělců

K udržení kontroly notně přispívají i dospělé včely. Ty norské praktikují dokonce o něco důmyslnější postup, než kterým je VSH. Včelstva s varroasenzitivní hygienou vyhledávají a odklízejí napadený plod, čímž kromě mláďat roztoče hubí také napadené kukly. Při silnějším napadení dochází paralelně k velkým ztrátám na plodu, což brzdí rozvoj včelstva a v krajním případě může ohrozit jeho existenci. Norské včely oproti tomu buňku s roztočem pouze odvíčkují a po nějaké době znovu zavíčkují (Obrázek B a (4)). Zatímco včela je schopná vývoj dokončit i bez víčka, kleštík je velmi citlivý ke změnám teploty a vlhkosti, reaguje též na feromony vylučované včelí larvou. I obyčejné odvíčkování buňky tak vede k narušení jeho rozmnožování. Výsledkem je, že roztoči ve sledované varroatolerantní populaci mají v průměru 0,87 (respektive 0,84)* životaschopných potomků na jednu matku zakladatelku a jeden reprodukční cyklus, zatímco samičky v citlivé populaci 1,24.

* rozdílné hodnoty publikované v článku (2) respektive (4)

Obrázek B:

Ethogram znázorňuje vzorce chování dospělých dělnic, které jsou součástí sociální imunity a které se uplatňují při eliminaci roztoči napadených buněk. (a) Svrchní pohled na buňku s dělničím plodem.(b) Spodní strana nedotčeného víčka dělničiny, které je kompletně pokryté lesklými vlákny zámotku. Ethogram znázorňuje čtyři kroky: 1. Průzkum buněk: dělnice pečlivě prozkoumají víčka buněk jazykem a tykadly (c). 2. Odvíčkování buněk: dělnice pomocí kusadel víčka odstraní (d). Tyto dva první kroky vždy probíhají ve stejném pořadí. K hlavním odlišnostem dochází po druhém kroku, kdy se dělnice mohou rozhodnout, jak se dále zachovají. 3. Zda víčka opětovně zavíčkují: dělnice využívají výpotky voskových žláz a kusadla k opětovnému zavíčkování buňky (e), spodní strana takových víček je pak v původně vykousané oblasti viditelně tmavší a matná (f). 4. Nebo zda plod odstraní: dělnice vytáhnou a zlikvidují plod z roztoči napadených buněk (g).

Celý sled událostí může probíhat různě, protože se na něm podílí více dělnic a záleží na rozhodnutí každé z nich. Někdy dojde pouze k prvnímu kroku (buňka je prozkoumána, ale není odvíčkována) nebo k zastavení v kroku 2 (k opětovnému zavíčkování nemusí dojít). Některé buňky mohou být odvíčkovány a znouvu zavíčkovány pouze částečné. Foto c, d & e © Anders Lindström. Převzato z publikace Oddie et al. 2018 (4).

 Ani strategie odvíčkování plodu není žádnou evoluční novinkou. Je naopak běžným obranným mechanismem, který dobře zvládají i naše včely, třeba když potřebují vystrnadit zavíječe (viz článek Záhada odvíčkovaného plodu). Domácí včelstva bezpochyby odvíčkovávají i buňky napadené kleštíkem, nejspíš však ne natolik efektivně, aby zabránila přemnožení roztoče (na svých včelnicích jsem to pozorovala až při vysokém napadení). Není tedy náhodou, že se tento způsob boje s Varroa uplatnil i v jiných populacích varroatolerantních včel. V rámci výzkumu (4) byly testovány též populace z Francie a potomstvo včelstev z ostrova Gotland. Vyšší míra odvíčkovávání napadeného plodu v porovnání s kontrolami byla pozorována u všech z nich (viz Obrázek C).

Obrázek C:

Průměrný podíl (+/- SE) přirozeně znovu-zavíčkovaných dělničích buněk, napadených či nenapadených roztočem V. destructor, z citlivých a odolných populací včely medonosné, A. mellifera, z Norska, Švédska a z Francie (Avignon a Sarthe) (n = 74 včelstev). Odolná včelstva měla v porovnání s citlivými včelstvy ve všech případech průkazně vyšší podíl opětovně zavíčkovaných buněk a také vyšší podíl roztoči napadených buněk, na které se dělnice cíleně zaměřovaly. Hvězdička značí statisticky významný rozdíl mezi skupinami (p < 0.05). Rozdíl mezi testovanými populacemi nebyl statisticky významný (χ2 = 5.43, p = 0.143, n = 74). Převzato z publikace Oddie et al. 2018 (4).

Jak dlouhá je cesta k varroatoleranci?

Rychlost, se kterou se včely přítomnosti nového parazita přizpůsobily, může být pro někoho překvapivá. Autoři práce publikované v časopise Scientific Reports (4), mezi kterými nechybí matadoři světové apidologie, tuto dobu odhadují na 17 let. Připouštějí však, že může být i kratší. Rychlost adaptace si vysvětlují tím, že:

  1. Obranná strategie vychází z již existující preadaptace – odvíčkování plodu je u včel běžným obranným mechanismem.
  2. Zvýšená míra odvíčkovávání/zavíčkovávání napadeného plodu u varroatolerantních včelstev je behaviorální změnou. Lze ji jednoduše vysvětlit posunem prahu citlivosti dělnic.
  3. Pokud se dělnice spletou a odvíčkují nenapadený plod, nic moc se nestane – chyby nejsou penalizovány snížením životaschopnosti včelstva.
  4. Jednotlivých fází obrany – vyhledání napadené buňky, odvíčkování, prohlídky, odstranění kukly či jejího opětovného zavíčkování – se účastní různí jedinci. Naskýtá se tedy víc než dost příležitostí k nezávislým adaptivním změnám.

Dovětek autorky:

Kde kdo z včelařů dnes bojuje proti varroóze po celý rok a přesto mu to může být houby platné. Snad už je tedy na čase, abychom si přiznali, že ten, kdo by měl primárně bojovat, není včelař, ale včela. Nejsem tak krutá, abych zamýšlela vystavit naše včelstva neřízenému sítu selekce (ačkoliv by šlo nejspíš o nejrychlejší řešení). Myslím si však, že je třeba nejprve od základu změnit nahlížení včelařů na problematiku úhynů. Smrt včelstva na varroózu či přidružené virózy bývá rodinnou tragédií a nezřídka je na ni nahlíženo jako na neschopnost a nedbalost včelaře. Přitom se jedná o zcela přirozený regulační mechanismus oddělující zrna od plev, životaschopné od mrzáčků… Úhyn části včelstev je tak nejjasnějším kompasem, který nám chovatelům může příroda do rukou dát.

Děkuji Melisse Oddie za souhlas s převzetím Obrázků A až C.

  1. Natural Varroa mite-surviving Apis mellifera honeybee populations. Locke B. Apidologie 2016 47: 467. doi: 10.1007/s13592-015-0412-8
  2. Norwegian honey bees surviving Varroa destructor mite infestations by means of natural selection. Oddie MAY, Dahle B., Neumann P., Peer J. 2017 Oct 24;5:e3956. doi: 10.7717/peerj.3956.
  3. Reduced Postcapping Period in Honey Bees Surviving Varroa destructor by Means of Natural Selection. Oddie MAY, Dahle B,, Neumann P. Insects. 2018 Oct 24;9(4). pii: E149. doi: 0.3390/insects9040149.
  4. Rapid parallel evolution overcomes global honey bee parasite. Oddie M., Büchler R., Dahle B., Kovacic M., Le Conte Y., Locke B., de Miranda J. R., Mondet F., Neumann P. Sci Rep. 2018 May 16;8(1):7704. doi: 10.1038/s41598-018-26001-7.

16 komentářů

    • Jiří Matl Reagovat

      Díky, Václave!
      Otázka stojí tak, jestli něco z těch rozličných metod, jak s k určitým stupňům odolnosti dopracovat, je možno realizovat i u nás, tedy v zemi, jejíž situace stran zavčelení je zcela jiná. Fungují ale tyto metody v řadě zemí nedaleko od nás, kde nejsou podmínky zase až tak odlišné. Jsou založeny na vizi a vůli a schopnosti komunikovat. Na jasně domluvených pravidlech a jejich respektování. Něco jako občanská věda – citizen sicience. Jsou už dnes i u nás kolegové, kteří tvrdí, že je to cesta ze současných průšvihů. A možná i jediná … Budeme někdy schopni se i my v naší podivuhodné realitě, kdy všichni všechno víme nejlíp, domluvit na nějakém obecně respektovaném principu? Jednou asi ano, protože jinak bychom byli bez včel. Ale máme šanci se toho dožít? 😀

      • VaT Reagovat

        Domluvit se by znamenalo, přestat „léčit“. Což je věc nemožná jak pro 95% včelařů, tak pro ČSV – který by tím v podstatě ztratil smysl a v neposlední řadě by mohli ve zavřít ve „výzkumáku“. Takže Ti můžu garantovat že se nikdy nedomluvíme. Pojede to pořád ve stejném duchu. Jenom bych si tipnul že časem přibudou nějaká antivirotika a možná i ta antibiotika se nakonec nějak zdůvodní. A pak už bude konec světa – takže já jsem spíše optimista…

        • Radim Reagovat

          Přestat léčit ze dne na den by bylo hodně tvrdé. Možná by ale šlo, začít léčit pouze včelstva, ktera to potřebují ve chvíli, kdy je to nutné. No a protože jsme omylní, tak si udělat pár rezervních oddělků. Rychle se poté ukážou rozdíly mezi včelstvy.

          • VaT

            „Možná by ale šlo, začít léčit pouze včelstva, která to potřebují ve chvíli, kdy je to nutné. “ no a právě o tomhle jsem psal. Včelstva u kterých je léčení nutné by normálně nepřežila zimu a další rok by se jejich trubci/geny neúčastnili soutěže o oplodnění matky. To by byl přirozený výběr. Opačně to je pořád motání se v kruhu. (podle Pavla Holuba tedy spíše po spirále směrem vzhůru). Samozřejmě rozumím tomu, že včelaři co se tím živí prostě nemůžou udělat na 5 let pauzu. Teď jde jenom o to jestli by nebylo lepší udělat si plánovanou pauzu teď spíš než neplánovanou delší pauzu za pár let.

  1. Pavel Holub Reagovat

    Já to naopak vnímám jako velkou příležitost.
    Zmiňovaná pokusná centra jsou izolovanými populacemi, které jsou hýčkány a chráněny před invazemi dalších patogenů. Včelstva nejsou konfrontována s kolapsovými, tedy epidemickými stavy. U nás máme výjimečnou příležitost, jaká se ve světě těžko najde, kdy můžeme včelstva pravidelně, co 3 roky, vystavovat extrémním podmínkám, které by nám nenavodili nikde na světě. Máme vysoké zavčelení. Jsme nejlepším testovacím polygonem na světě a svět nám zase může závidět.

    • Radim Reagovat

      V norsku je určitě více včelařů co přestali ošetřovat a včely žijí. Znám jednoho co od nás bere matky a ten i kočuje na vřes, kde si jeho včely můžou nazbírat brouků a patogenů co hrdlo ráčí od včelstev ostatních včelařů. No a zvládají to. Ale je fakt, že včelstva odolná na varroázu, bez léčení, v čechách, budou už pořádní tvrďáci. 🙂

  2. VaT Reagovat

    Vidím problém v tom, že se do pořád budou do těch bezzásahových včelstev přimíchávat ve velké míře brojleří geny. Na druhou stranu budou zase brojleři dalších generací mít geny z těch bezzásahových. Bohužel u spousty včelařů se po úhynech budou nahrazovat brojleři dalších generací značkovými brojlery první generace, kteří si mimo jiné uhájili své místo na slunci tím cirkusovým kouskem, že umějí rychle vyzobat zmražený kosočtverec… Takže to vlastně půjde pořád dokola.

  3. Pavel Holub Reagovat

    Je pravda, že se něco takového u nás na obzorech rýsuje, ale ta podstata výběru, jak Štěpánka v článku psala, takový scénář vylučuje.Brakují se jen chcípáci. Průměrný je „pořád dobrý“. Pak se ten průměr trvale zvedá a bez dopadu na gen. variabilitu. Příroda to „vymyslela“ stejně a lepší cestu neznám. V našich specifických podmínkách můžeme dospět ještě dál (než ta příroda), tedy získat zvýšenou odolnost proti uměle vyvolaným nestabilním situacím, nazvěme to „brojlerismus“. To není jen z mé hlavy, dlouho jsme o tom např. s Jirkou Přesličkou debatovali.

    Ono je strašně těžké se zříct něčeho, co člověk piplá třicet let k obrazu svému, má nějaký solidní výsledek a pak by to měl hodit za hlavu a nechat to „zbastardizovat“ do mnohačetné skupiny, kde výsledky a podrobné vlastnosti jednotlivce nejsou víc než vlastnosti skupinové. Totiž ten jednotlivec na hraně vyřazení z chovu může být svými geny prospěšný skupině. Kdyby u včel nebyla polyandrie, vsadil bych na to, co dělá většina šlechtitelů. Protože jsem pochopil podstatu, vím, že dělají zbytečnou práci.

  4. Radim Reagovat

    Je zajímavé, že ve studii není uvedeno jméno včelaře. Myslím ale, že to bude Terje Reinertsens. Má i mnoho videí na youtube. Studie neuvádí, že používá mezistěny 4,9mm, což by mohlo částečně vysvětlovat ono zkrácení vývoje plodu a větší odolnost proti kleštíkovi. Jinak ta včela smíšeného původu od Buckfast je v podstatě včela Erika Österlunda, které před lety do Norska prodal. Terje bude mít v březnu přednášku tady ve švédsku a tak jsem zvědav co se dovíme.

  5. Radim Reagovat

    Melissa Oddie přednášela minulý týden na naší konferenci v Göteborgu. Na jednu stranu je hrozně fajn, že se tolik mladých vědkyň vrhlo na včely a že jsou na to i peníze. Na druhou stranu i díky tomu, že nejsou včelařky, je zde minimální propojení s praxí. Po její přednášce bylo dost praktických dotazů z pléna a v podstatě na žádnou otázku nedokázala odpovědět. Dost zoufalé. Jiná doktorantka ( taky kanaďanka) studující včelstva na ostrově Gottland prohlásila o tamních přežívajících včelstvech, že je to “shit”.. No, co dodat.

  6. Radim Reagovat

    No ptali se jí, jak ta přeživší včelstva bez ošetřování vypadají a zda se rojí. Ona prohlásila něco ve stylu: Že jsou to včely úplně na hovno. Že jsou slabá, že se vůbec nerojí, že nenanosí žádný med, musí se kazdý rok dokrmovat cukrem aby přežila a tak. “Shit” v té odpovědi padlo tak třikrát. Mimochodem letos stále žilo ještě asi 10 včelstev. Názor této paní není ale tak důležitý.
    Já si osobně myslím, že to jsou velmi zajímavá včelstva, která si po letech vytvořila nějakou strategii jak s kleštíkem žít. A pokud jich loni žilo osm a letos je jich deset. Tak je mi záhadou, jak se to těm včelstvům bez rojení povedlo..

    • VaT Reagovat

      No to jsem si myslel, ale bylo mi divné že píšete ve spojení s tím, že ty mladé vědkyně nejsou včelařky a takovéhle jednoslovné hodnocení spíš vypadalo na nějakého ryzího praktika.

  7. KaJi Reagovat

    Do kamene tesat, nad vceliny vyrezavat:
    „Smrt včelstva na varroózu či přidružené virózy bývá rodinnou tragédií a nezřídka je na ni nahlíženo jako na neschopnost a nedbalost včelaře. Přitom se jedná o zcela přirozený regulační mechanismus oddělující zrna od plev, životaschopné od mrzáčků… Úhyn části včelstev je tak nejjasnějším kompasem, který nám chovatelům může příroda do rukou dát.“
    A nebo jak kratce rikam.
    Roztoc, vcelaruv spojenec.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *