Varroa destructor je hlavný ektoparazit včiel, ktorý spôsobuje rozsiahle straty včelstiev po celom svete. Napriek významu tejto hrozby pre medonosné včely niektoré kľúčové aspekty biológie roztoča stále nie sú dostatočne známe, vrátane dĺžky života parazita v rôznych vývojových štádiách svojho hostiteľa.
Úvod
Cieľom tejto štúdie bolo určiť za štandardných podmienok dĺžku života V. destructor na larvách, kuklách a dospelých jedincov včely medonosnej. V našej štúdii sa prežívanie V. destructor líšilo v závislosti od životného štádia hostiteľa, pričom najdlhšie prežívanie bolo pozorované na larvách medonosných včiel, kde bola zaznamenaná mediánová a maximálna dĺžka prežívania až 45 a 100 dní. Bolo tiež zaznamenané klesajúce prežívanie V. destructor počas letnej sezóny, čo môže súvisieť so zhoršením zdravotného stavu medonosných včiel v dôsledku vyššej úrovne vírusovej infekcie. Napriek závažnosti tohto problému zostáva mnoho základných aspektov biológie roztoča neznámych, vrátane jeho životnosti na rôznych vývojových štádiách hostiteľa.
Životnosť je kľúčovým znakom životného cyklu každého organizmu a kritickým parametrom pre pochopenie jeho populačnej dynamiky. V prípade V. destructor je životnosť priamo spojená s potenciálnym počtom reprodukčných cyklov, ktoré môže roztoč absolvovať. Existujúce matematické modely predpovedajúce populačnú dynamiku V. destructor sú založené na mnohých predpokladoch o dennej miere mortality a priemernom počte reprodukčných cyklov, ktoré však neboli dostatočne verifikované. Táto štúdia zdôrazňuje dôležitosť zavedenia umelého chovného systému na podporu výskumu biológie V. destructor a uľahčenie vývoja inovatívnych stratégií kontroly.
Dostupné údaje a ich variabilita
Doterajšie údaje o životnosti V. destructor boli zbierané tak v prirodzených podmienkach, ako aj v umelých laboratórnych podmienkach, pričom vykazujú značnú variabilitu. V prirodzených podmienkach sa udávala životnosť 2-3 mesiace v lete a až 5-8 mesiacov na jeseň. Niektoré štúdie zaznamenali maximálnu životnosť až 80-100 dní. V laboratórnych podmienkach sa výsledky značne líšili – niektorí autori uvádzali maximálnu životnosť okolo jedného mesiaca, zatiaľ čo iní zaznamenali hodnoty až dva až tri mesiace.
Táto nekonzistentnosť v údajoch komplikuje nielen modelovanie populačnej dynamiky, ale aj vývoj účinných kontrolných metód. Spoľahlivé údaje o životnosti V. destructor sú kritické pre etablovanie umelého chovného systému pre tento parazit, ktorý je dôležitým predpokladom pre vývoj nových kontrolných metód. Okrem toho by presné údaje o životnosti roztoča umožnili objasniť mnoho ďalších aspektov jeho biológie.
Metodológia výskumu
Výskumníci z Univerzity v Udine v Taliansku uskutočnili sériu experimentov s cieľom stanoviť životnosť V. destructor za štandardizovaných podmienok. Roztoče boli zbierané z buniek, ktoré boli zapečatené v predchádzajúcich 15 hodinách, čo zabezpečilo, že všetky roztoče boli vo fyziologicky homogénnom stave – na začiatku reprodukčnej fázy.
Roztoče boli náhodne rozdelené do štyroch skupín. Prvá skupina (L) bola udržiavaná výhradne na včelích larvách, ktoré boli každé 3-4 dni nahrádzané novými larvami 5. štádia. Druhá skupina (P) bola udržiavaná na kuklovom štádiu, pričom larvy boli nahrádzané novými každých 10-12 dní po dokončení premeny. Tretia skupina (A) bola umiestnená na dospelých včelách, konkrétne na novo vyliahnutých robotniciach. Štvrtá skupina predstavovala kontrolu – roztoče bez prístupu k hostiteľovi.
Všetky experimenty prebiehali v klimatizovanej komore pri teplote 34,5 °C a relatívnej vlhkosti 80%, čo zodpovedá podmienkam v plodovej oblasti úľa. Experimenty boli opakované viackrát v roku 2023 (v júni, júli dvakrát a v septembri) s celkovým počtom 485 roztočov. Podobný experiment len s larvami ako hostiteľom bol vykonaný aj v roku 2022.
Hlavné zistenia
Výsledky preukázali, že životné štádium hostiteľa významne ovplyvňuje životnosť V. destructor. Roztoče živené včelími larvami vykazovali signifikantne dlhšiu životnosť v porovnaní s roztočmi živenými na kuklách a dospelých včelách vo všetkých replikáciách okrem štvrtej.
Na larválnom štádiu, ktoré umožňovalo najdlhšiu životnosť, roztoče prežívali až 103 dní s mediánom prežitia 53 dní. Toto predstavuje najdlhšiu životnosť akú sa doteraz podarilo zaznamenať v laboratórnych podmienkach a približuje sa údajom získaným v prirodzených podmienkach. Roztoče na kuklách dosahovali mediánové prežitie 39 dní v prvej replikácii, zatiaľ čo na dospelých včelách to bolo 24,5 dňa. Naopak, hladujúce roztoče bez prístupu k hostiteľovi mali maximálnu životnosť len 3 dni a mediánovú životnosť 2 dni.
Významným zistením bol aj jasný sezónny trend v životnosti V. destructor. Mediánová životnosť výrazne klesala počas sezóny, najmä u roztočov udržiavaných na larvách a kuklách. V júni 2023 bol mediánový čas prežitia 53 dní, v júli 45 dní, a v septembri už len 8 dní. Tento pokles odzrkadľoval zhoršujúci sa zdravotný stav včiel spojený s vyššími hladinami vírusových infekcií, ktoré sa v danej geografickej oblasti vyskytujú typicky koncom leta.
Biologická interpretácia výsledkov
Dlhšia životnosť roztočov na larvách v porovnaní s kuklami a dospelými včelami koreluje so zisteniami iných štúdií, ktoré pozorovali dlhšiu životnosť pri poskytovaní larválnej hemolymfy. Tento jav možno vysvetliť viacerými faktormi.
Po prvé, larválna kutikula je menej priezračná a teda ľahšie prederaviteľná pre roztoča, čo znamená, že roztoč spotrebuje menej energie na proces kŕmenia. V. destructor nemá obzvlášť silné svaly spojené s perforačným aparátom alebo s faryngeálnou pumpou, preto tenšia kutikula výrazne uľahčuje proces kŕmenia.
Po druhé, larvy majú bežne väčší relatívny objem hemolymfy ako dospelé včely, čo opäť uľahčuje kŕmenie roztoča. Po tretie, zloženie hemolymfy sa líši medzi larválnym, kuklovým a dospelým štádiom, a je pravdepodobné, že larválna hemolymfa má vyššiu nutričnú hodnotu.
Dôležité je aj to, že v larválnom štádiu sú bunky tukového telieska rozptýlené v hemolymfe a nie sú organizované do jediného orgánu. To spochybňuje nedávne tvrdenia niektorých výskumníkov, že V. destructor sa živí výhradne tukovým telieskom včiel. Ak by sa roztoč skutočne živil len tukovým telieskom, bolo by to v larválnom štádiu nemožné vzhľadom na jeho disperznú formu. Nové zistenia potvrdzujú, že V. destructor všetkých vekových štádií konzumuje primárne hemolymfu pri kŕmení na predimaginánych štádiach včely.
Sezónny pokles a zdravie hostiteľa
Pokles prežívania pozorovaný v roku 2023 od konca júla paralelne odzrkadľuje zhoršujúce sa zdravotné podmienky včiel v dôsledku rastúcich hladín vírusových infekcií zaznamenaných v tejto geografickej oblasti v rovnakom období roka. Túto interpretáciu potvrdzujú aj výsledky súvisiaceho experimentu, v ktorom výskumníci hodnotili prežívanie včelích lariev udržiavaných v umelých podmienkach.
Percento včiel dosahujúcich dospelé štádium sa menilo od takmer 90% v auguste do 50% o mesiac neskôr. Tento pokles bol štatisticky vysoko signifikantný a naznačuje, že podmienky hostiteľa sa počas sezóny výrazne zhoršujú, čo následne ovplyvňuje aj životnosť parazita.
Rozdielna priemerná životnosť roztoča podľa sezóny bola už skôr zaznamenaná v iných štúdiách. Výskumník Mikityuk et al. v roku 1976 uviedol, že priemerná životnosť sa menila počas sezóny od mája do októbra, pričom najdlhšia priemerná životnosť (24,2 dňa) bola zaznamenaná v júli.
Praktické implikácie a význam výskumu
Táto štúdia má viaceré dôležité praktické implikácie. Po prvé, demonštruje, že napriek veľkému úsiliu a mnohým pokusom je naša schopnosť chovať V. destructor na umelých substrátoch bez živého hostiteľa stále obmedzená. Najdlhšia mediánová životnosť dosiahnutá za týchto podmienok je zatiaľ len 23 dní, čo je výrazne menej ako životnosť na živom hostiteľovi.
Po druhé, výsledky podporujú prehodnotenie nedávnych štúdií týkajúcich sa biológie V. destructor. Napríklad, myšlienka, že životnosť 3,5 dňa na strave bohatej ako z tukového telieska môže slúžiť ako presvedčivý dôkaz toho, že roztoč sa živí týmto a nie hemolymfou, musí byť prehodnotená vzhľadom na fakt, že pri vhodnej strave môže roztoč prežiť 30-krát dlhšie.
Po tretie, štúdia zdôrazňuje dôležitosť etablovania umelého chovného systému pre pokročilý výskum biológie V. destructor a uľahčenie vývoja inovatívnych kontrolných stratégií. Spoľahlivé údaje o životnosti roztoča sú kritické nielen pre modelovacie účely, ale aj pre hodnotenie pokračujúcich pokusov o vývoj efektívneho umelého chovného systému.
Záver
Táto rozsiahla štúdia poskytuje najpresnejšie dostupné údaje o životnosti V. destructor za štandardizovaných podmienok. Potvrdila, že roztoče môžu prežiť výrazne dlhšie, než sa predtým predpokladalo – až viac ako 100 dní na larválnom štádiu včely s mediánom prežitia 45-53 dní. Zistenia tiež odhalili výrazný vplyv životného štádia hostiteľa na životnosť parazita, pričom najdlhšia životnosť bola zaznamenaná na larvách.
Sezónny pokles v prežívaní, spojený so zhoršujúcim sa zdravotným stavom včiel a vyššími hladinami vírusových infekcií, poukazuje na komplexný vzťah medzi parazitom a hostiteľom. Tieto údaje sú kľúčové pre presnejšie modelovanie populačnej dynamiky V. destructor a majú významné implikácie pre vývoj nových kontrolných stratégií proti tomuto devastujúcemu parazitovi včiel medonosných.
Výskumníci dúfajú, že okrem prispenia k zaplneniu dlhodobej medzery v poznatkoch o biológii V. destructor, budú tieto údaje slúžiť ako pozitívna kontrola pre budúce štúdie zamerané na umelý chov tohto ektoparazita.